[发明专利]宽调谐范围双波长输出光参量振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种宽调谐范围双波长输出光参量振荡器

背景技术

太赫兹(0.1-10THz)技术在物体成像、环境监测、射电天文、卫星通信和军用雷达方面具有重大科学价值和广阔应用前景。光参量振荡器产生双波长激光输出后再利用非线性差频(DFG)过程是获得太赫兹波的一种重要手段，该方法的优点是没有阈值、实验设备简单、容易实现差频转换等优点。这种方法的关键是要获得波长相近的双波长激光，目前光参量振荡器产生双波长激光输出有如下几种常用方法，但这些方法各自都有自身缺点：

(1)工作在简并点附近的光学参量振荡器，但该方法获得的简并点附近的双波长激光光谱线宽太宽；

(2)利用双非线性晶体实现双信号光运转的光学参量振荡器，但该方法使用双非线性晶体造成光学系统复杂，不便于光路调节；

(3)利用双重周期极化晶体实现双信号光运转的光学参量振荡器，但该方法中晶体极化周期已经确定，不能使用周期调谐方法，波长调谐范围窄；

(4)利用非周期极化晶体实现双信号光运转的光学参量振荡器：申请号为2004b10014484.6，名称为“非周期极化晶体双波长光学参量振荡器产生太赫兹的装置”的专利，在光学参量振荡器中利用非周期极化晶体实现双信号光运转，通过DFG过程获得频率范围为1.19-1.45THz太赫兹波。该发明的优点在于装置易于组建，产生的太赫兹无阈值，且转换效率高，便于光路调节。但非周期极化晶体制备工艺复杂，且不能使用周期调谐方式，波长调谐范围窄，调谐速率慢；

(5)使用两束激光分别通过多周期极化晶体的两个不同周期实现双信号光运转的光学参量产生器：Pu Zhao等人发表在J.Opt.A：PureAppl.Opt.(vol(9)，2007：235-238)上的文章使用声光分束器将泵浦激光分为两束激光后，分别通过多周期极化PPLN晶体两个不同极化周期产生双波长信号光输出。该方法中泵浦光单次通过PPLN晶体，只具有单程增益，激光输出功率受到限制。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明的目的是要提供一种调谐范围宽、输出功率高、装置结构简单紧凑、光路易于调节的宽调谐范围双波长输出光参量振荡器。

本发明提供一种宽调谐范围双波长输出光参量振荡器，包括：

泵浦源、光学耦合透镜组、平面输入镜、周期极化非线性晶体、控温炉和垂直双臂输出镜；所述垂直双臂输出镜由两个互相垂直的平面镜构成；所述周期极化非线性晶体的外部套置控温炉，形成控温非线性晶体；所述平面输入镜和垂直双臂输出镜构成光参量振荡器的振荡腔；

其中该泵浦源、光学耦合透镜组、平面输入镜、控温非线性晶体和垂直双臂输出镜依次排列于同一光路上；

其中泵浦源发出的泵浦光经光学耦合透镜组聚焦再从平面输入镜透射后，先入射到周期极化非线性晶体的某一周期上产生某一波长的第一闲频光，第一闲频光由垂直双臂输出镜的上臂透射出去；剩余泵浦光经垂直双臂输出镜反射后，再入射到周期极化非线性晶体的另一周期上产生另一波长的第二闲频光，第二闲频光经平面输入镜反射后再由垂直双臂输出镜的下臂透射出去，由此获得双波长输出，构成双波长输出光参量振荡器。

本发明的优点在于双波长闲频光的输出波长调谐范围宽、输出功率高，整套装置结构简单紧凑，光路易于调节。

附图说明：

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明宽调谐范围双波长输出光参量振荡器的示意图；

图2是本发明使用端泵激光晶体的泵浦源的示意图；

图3是本发明温度调谐结果的理论计算曲线的示意图；

图4a、图4b是本发明周期调谐过程的示意图；

图5是本发明周期调谐结果的理论计算曲线的示意图；

图6a、图6b是本发明腔镜调谐过程的示意图；

图7是本发明腔镜调谐结果的理论计算曲线的示意图；

图8是本发明使用多周期极化非线性晶体和直角全反射棱镜的示意图；

图9是本发明使用侧泵激光头的泵浦源的示意图。

具体实施方式

请参见图1、图2、图8和图9所示，本发明一种宽调谐范围双波长输出光参量振荡器，目的在于使泵浦光先后通过周期极化非线性晶体14的两个不同极化周期，泵浦光先后与两个不同的极化周期作用后获得双波长闲频光输出。本发明包括：

泵浦源11，所述的泵浦源是使用端泵激光晶体24或侧泵激光头92构成，所述的泵浦源的波长是1064nm或532nm；