[发明专利]紧凑的宽光谱、可独立调谐双波长参量振荡器

权利要求书

1.紧凑的宽光谱、可独立调谐双波长参量振荡器，其特征在于：包括泵浦激光器(1)、偏振分束器(2)、反射镜(3)、第一控制器(4)、第二控制器(5)、第一耦合光学系统(6)、第二耦合光学系统(7)、第一腔镜(8)、第二腔镜(9)、第三腔镜(10)、第四腔镜(11)、第一晶体(12)、第二晶体(13)；所述的四镜环形腔包括第一腔镜(8)、第二腔镜(9)、第三腔镜(10)、第四腔镜(11)、第一晶体(12)和第二晶体(13)；

还包含第一分光镜(14)、第二分光镜(15)，第一分光镜(14)置于第二腔镜(9)后方，第二分光镜(15)置于第四腔镜(11)后方；

由泵浦激光器(1)出射的非偏振激光经偏振分束器(2)分为两路，偏振态平行于偏振分束器(2)主轴的泵浦光成分透射经过偏振分束器(2)，定义为下路，偏振态垂直于偏振分束器(2)主轴的泵浦光成分，经偏振分束器(2)时反射90°从而到达反射镜(3)，再由反射镜(3)反射90°后，形成与下路平行的泵浦光，定义为上路；此后，下路泵浦光依次经过第一控制器(4)、第一耦合光学系统(6)、第一腔镜(8)、第一晶体(12)、第二腔镜(9)及第一分光镜(14)，第一耦合光学系统(6)的光轴与泵浦激光器(1)的出光方向重合；而上路泵浦光经依次经过第二控制器(5)、第二耦合光学系统(7)、第三腔镜(8)、第二晶体(13)、第四腔镜(11)及及第二分光镜(15)；其中满足信号光振荡条件的四镜环形腔包括第一腔镜(8)、第二腔镜(9)、第三腔镜(10)、第四腔镜(11)、第一晶体(12)和第二晶体(13)，第一晶体(12)位于第一腔镜(8)与第二腔镜(9)之间，第二晶体(13)位于第三腔镜(10)与第四腔镜(11)之间，且第一腔镜(8)、第一晶体(12)、第二腔镜(9)、第三腔镜(10)、第二晶体(13)、第四腔镜(11)之间的位置关系满足下述条件：可构成四镜环形光学谐振腔，满足信号光单谐振条件，即上路、下路由于参量作用形成的波长不同的信号光在腔内光路重合、形成稳定振荡。

2.如权利要求1所述的紧凑的宽光谱、可独立调谐双波长参量振荡器，其特征在于：还包含单向隔离器(16)，单向隔离器(16)位于泵浦激光器(1)与偏振分束器(2)之间。

3.如权利要求1所述的紧凑的宽光谱、可独立调谐双波长参量振荡器，其特征在于：其工作过程为：

由泵浦激光器(1)出射的激光经偏振分束器(2)分为两路，透射通过偏振分束器(2)的光，偏振态与偏振分束器(2)主轴平行，定义为下路，反射通过偏振分束器(2)的光，偏振态与偏振分束器(2)主轴垂直，再由反射镜(3)反射后形成与上路平行的泵浦光，定义为上路；

其中，下路泵浦光传输方向与第一控制器(4)、第一耦合光学系统(6)、第一腔镜(8)、第一晶体(12)、第二腔镜(9)依次排列在同一光路上；

下路泵浦光在第一晶体(12)中与信号光发生参量作用，产生闲频光，所产生的闲频光透射过第二腔镜(9)形成下路激光输出，而信号光在四境环形腔中，经第二腔镜(9)、第三腔镜(10)、第四腔镜(11)、第一腔镜(8)依次反射后，又回到第一晶体(12)，依此循环往复形成稳定振荡；下路形成的信号光、闲频光波长由第一晶体(12)特性及工作条件决定；

上路泵浦光传输方向与第二控制器(5)、第二耦合光学系统(7)、第三腔镜(10)、第二晶体(13)、第四腔镜(11)依次排列在同一光路上；

上路泵浦光在第二晶体(13)中与信号光发生参量作用，产生闲频光，所产生的闲频光透射过第四腔镜(11)形成下路激光输出，而信号光在四境环形腔中，经第四腔镜(11)、第一腔镜(8)、第二腔镜(9)、第三腔镜(10)依次反射后，又回到第二晶体(13)，依此循环往复形成稳定振荡；上路形成的信号光、闲频光波长由第二晶体(13)特性及工作条件决定；

当第一晶体(12)与第二晶体(13)特性或工作条件不同时，上、下路信号光和闲频光波长均不相同；

满足第一晶体(12)参量作用条件的信号光及闲频光，不满足第二晶体(13)的参量作用条件，反之亦然；因此两不同波长的信号光可在同一谐振腔中振荡而互不影响，而从第二腔镜(9)和第四腔镜(11)分别输出的闲频光波长不同，实现双波长输出；

通过对第一晶体(12)和第二晶体(13)特性及工作条件的分别改变，可实现两路闲频光输出波长的宽光谱范围独立调谐；

通过第一控制器(4)和第二控制器(5)可分别控制上、下路泵浦光的偏振态和功率，从而分别控制由第二腔镜(9)和第四腔镜(11)输出的闲频光激光功率，调整范围可由阈值到最高，不受其他限制；

此外，通过对第一晶体(12)、第二晶体(13)内泵浦光参数的独立控制，也可实现两不同波长闲频光输出功率的独立调谐。