[实用新型]基于内腔自倍频的可调谐蓝光辐射源

说明书

本实用新型涉及属于非线性光学领域，为实现波长连续可调谐的蓝光输出，具有转换效率高、结构简单、价格低廉、小型化等高技术性能，更具有实用价值和产业化价值。为此，本实用新型采用的技术方案是，基于内腔自倍频的可调谐蓝光辐射源，包括以下步骤：采用Nd:YAG(掺钕石榴石)调Q激光器产生偏振方向沿竖直方向的1064nm线偏振光，经过聚焦透镜组缩束，经1064nm半波片条调整激光偏振态并入射到满足Ⅱ类相位匹配条件的倍频KTP晶体当中，经倍频产生偏振态沿竖直方向的532nm激光，经45°高反镜反射进入OPO系统，泵浦由电动振镜旋转平台控制的OPO内腔KTP晶体。本实用新型主要应用于可调谐蓝光辐射源设计制造。

技术领域

本实用新型涉及属于非线性光学领域，具体讲,涉及基于内腔自倍频的可调谐蓝光辐射源及实现方法。

背景技术

蓝光是指波长处于400-480nm之间的电磁波。蓝光凭借其独特物理性质，在诸多实用领域有着巨大的应用潜力。首先，蓝光作为三原色之一，高亮度蓝色激光可以有效提高彩色显示的色彩范围和亮度，具有提高彩色显示效果的能力；其次，与红光相比蓝光具有更短的波长，因此其具有衍射效应小、分辨率高、聚焦光斑尺寸小等特点，这些特点使得其在高密度光存储以及数字视频技术等领域中可以将信息容量提高近一个数量级；蓝色激光是海洋传输的窗口，衰减系数小、抗干扰能力强，适用于水下通信以及感知海洋信息；另外，蓝色激光可用于捕获和阻尼铯原子的热振动，消除热振动引起的多普勒展宽，为光谱线的精确测定提供保证；此外，蓝色激光在医学检测以及激光娱乐等领域也有重要应用。蓝色激光在以上领域具有巨大的应有优势，但是与成熟的532nm绿色激光技术相比，蓝色激光缺乏有效获得方式，应用成本较高。

目前，获得全固态蓝色激光的主要手段主要包括：(1)利用GaN(氮化镓)等半导体材料直接实现蓝光波段激光输出的半导体激光器，该方式具有体积小，效率高等优势，但是光斑质量较差；(2)基于单频、高光束质量的红外半导体激光器倍频产生蓝光激光，但是输出功率较低；(3)基于上转换材料为增益介质的蓝光激光器，但是输出蓝光的稳定性较差；(4)基于固体激光器倍频和频以及三倍频等非线性光学频率变换方式产生蓝色激光，但是涉及的非线性过程较多，转换效率较低。此外，还有一种基于周期极化晶体的倍频蓝光产生理念。以上方案均可以获得单一波长的蓝光激光输出。上述各过程是目前蓝色激光领域内最高效使用的获取手段。中国发明专利201510923025.3公开了一种基于扇形周期极化晶体的可调谐蓝光辐射源，该光源包括一波长可调谐的红外半导体激光器；一准直聚焦系统以及一扇形周期极化晶体，扇形周期极化晶体作为红外泵浦光的倍频晶体可以针对不同红外波长调节晶体周期以实现可调谐蓝光输出。这个系统的缺点是，可调谐红光半导体激光器调谐范围较小，导致蓝光调谐范围受限，同时周期极化晶体制作难度大且损伤阈值低，限制了可调谐蓝光系统的实用性以及输出功率。当前实现可调谐蓝光的方法较少，且技术并不成熟。

激光自倍频晶体指晶体同时作为激光增益介质，同时作为非线性光学倍频晶体。基于自倍频晶体可以直接实现倍频激光输出，系统结构紧凑，但是基于激光自倍频晶体的激光器调谐特性有限且晶体种类较少。相较于激光晶体，非线性光学参量增益晶体应用更为灵活，且种类较多，若使非线性光学参量增益晶体同时作为倍频晶体工作，即可实现非线性光学自倍频晶体。