[发明专利]光参量振荡器

权利要求书

1.一种光参量振荡器，包括：

输出耦合镜、第二非线性晶体、第一非线性晶体、三色镜、碱金属蒸气室、偏振器件、高反射镜、第一温控炉、第二温控炉以及第三温控炉；其中：

所述第一温控炉、第二温控炉和第三温控炉分别设置于碱金属蒸气室、第一非线性晶体和第二非线性晶体的外侧，控制各自的温度；

所述输出耦合镜、第二非线性晶体、第一非线性晶体、三色镜、碱金属蒸气室、偏振器件以及高反射镜依顺序放置，处于同一条轴线上；或所述输出耦合镜、第二非线性晶体、第一非线性晶体、三色镜、偏振器件、碱金属蒸气室以及高反射镜依顺序放置，处于同一条轴线上。

2.根据权利要求1所述的光参量振荡器，还包括：

半导体激光器，输出半导体激光；以及

聚焦镜，将半导体激光器输出的激光聚焦，使焦点位于碱金属蒸气室内；

所述偏振器件与半导体激光器输出的光路同轴，实现半导体激光和碱金属激光的耦合，使二者以不同的偏振态通过。

3.根据权利要求1所述的光参量振荡器，其中：

所述第一非线性晶体，其极化周期满足使用碱金属激光泵浦时，实现光参量振荡的动量守恒条件；

所述第二非线性晶体，其极化周期满足使用第一非线性晶体调控后的信号光泵浦时，实现光参量振荡的动量守恒条件。

4.根据权利要求3所述的光参量振荡器，其中：

所述第一非线性晶体满足的动量守恒条件如下：

其中，Λ₁为第一非线性晶体的极化周期；n_p1，n_S1和n_I1分别为泵浦光波长λ、信号光波长λ_S1和闲频光波长λ_I1在第一非线性晶体内对应的折射率；

所述第二非线性晶体满足的动量守恒条件如下：

其中，Λ₂为第二非线性晶体的极化周期；n_S2和n_I2分别为信号光波长λ_S2和闲频光波长λ_I2在第二非线性晶体内对应的折射率。

5.根据权利要求3所述的光参量振荡器，其中：

所述第一非线性晶体和第二非线性晶体均采用周期极化铌酸锂；或

所述第一非线性晶体和第二非线性晶体为同一块晶体，所述同一块晶体包含两个极化周期区域，这两个极化周期区域分别作为第一非线性晶体和第二非线性晶体，且所述两个极化周期分别对应满足动量守恒条件；和/或

所述偏振器件包括：偏振分光立方体或格兰激光棱镜。

6.根据权利要求3所述的光参量振荡器，其中，所述第一非线性晶体和第二非线性晶体均采用掺镁的周期极化铌酸锂。

7.根据权利要求1所述的光参量振荡器，其中：

所述三色镜，为镀膜的镜片，对闲频光波段和信号光波段实现反射，对碱金属激光实现透射，与所述输出耦合镜组成光参量振荡器的谐振腔镜；

所述输出耦合镜输出闲频光，其表面镀有介质膜，该介质膜对信号光和碱金属激光实现反射，对闲频光具有预定的输出耦合率。

8.根据权利要求7所述的光参量振荡器，其中：

所述三色镜对1μm～3.6μm波段的反射率高于99％，对碱金属激光的透过率高于99％，对半导体激光的反射率高于95％；和/或

所述输出耦合镜的介质膜对信号光和碱金属激光的反射率高于99％，对闲频光的输出耦合率的取值范围为：10％～50％，包含端点值；和/或

所述高反射镜反射振荡的碱金属激光，其反射率高于99.5％。

9.根据权利要求1所述的光参量振荡器，其中：

所述输出耦合镜对闲频光和信号光均具有预定的输出耦合率；或

所述输出耦合镜对闲频光、信号光和碱金属激光均具有预定的输出耦合率；

其中，所述输出耦合率的范围为：10％～80％，包含端点值。