[发明专利]一种双波长可调谐激光装置

说明书

本发明涉及一种双波长可调谐激光装置，属于激光技术领域。利用同一个泵浦源和两块不同切割角度的参量晶体，在一个光参量谐振腔中同时获得两个波长激光输出，并且通过改变泵浦光入射晶体端面的角度可对输出激光中心波长分别进行调谐。特别地，将泵浦光与晶体夹角调整至特定角度，可获得中心波长为486.1纳米和518.3纳米的激光，分别对准蓝绿波段的太阳夫琅禾费暗线H‑β线和Mg线。本发明双波长激光器装置结构紧凑，产生双波长可调谐激光的方法可广泛应用于激光雷达、激光通信、光谱分析等领域。

技术领域

本发明涉及全固态激光技术，特别是一种双波长可调谐激光装置。

背景技术

在激光通信领域，增加发射光源的波长数量可以实现波分复用，提高通信速率。在激光雷达探测领域，使用多个发射波长可用于多光谱探测，获取不同波段的特性信息，实现对目标更精准地探测与识别。目前在大部分应用系统中，光源一般为单一波长且不可调谐，要实现多个波长同时发射需采用多台激光器，多台激光器输出的激光不在同一个光轴上，在共线发射的应用中需要采用合束的手段，提高了系统复杂度和体积功耗的需求，并且多台激光器发射的光不具有相干性，无法满足测量相关性的要求。

申请号201710508429.5，名称为“双波长激光器”的发明专利，采用自倍频晶体发射基频光和倍频光两个波长，其发射激光波长由激光晶体发射峰决定，不可调谐。

专利号ZL200510014738.4，名称为“多波长同时输出全固态可调谐激光光源”的发明专利，采用两级泵浦源和光参量振荡器，可获得0.7-5μm激光输出，无法覆盖蓝绿光波段的光源需求，采用两级泵浦的技术也较为复杂。

发明内容

本发明旨在解决同一个激光器中无法同时输出两个可调谐激光的问题，提供一种双波长可调谐激光装置，只采用一个泵浦源，通过两种相互垂直的偏振光泵浦方式，实现对两个输出激光波长的同时调谐，且输出激光光轴相同。

为实现上述目的，本发明提供了一种双波长可调谐激光装置，其基本原理是：将泵浦激光器输出的泵浦激光通过偏振分光棱镜分为水平偏振泵浦光和垂直偏振泵浦光，分别从光参量振荡器的两侧泵浦两块光轴方向相互垂直放置的参量晶体，产生两个不同波长的信号光，通过分别调整泵浦光与参量晶体的夹角，实现对两个信号光激光波长的调谐。两束信号光经光参量振荡器的输出镜同轴输出，剩余水平偏振泵浦光和垂直偏振泵浦光可分别由偏振分光棱镜透射和反射，避免返回到泵浦激光器中，造成泵浦激光器的损坏。

本发明的技术解决方案如下：

一种双波长可调谐激光装置，包括泵浦激光器、半波片、第一偏振分光棱镜、 OPO全反镜、第一参量晶体、第二参量晶体、OPO输出镜、分光镜、反射镜和第二偏振分光棱镜。

所述的泵浦激光器输出的激光为线偏振，泵浦光经半波片使其偏振方向旋转至与光轴呈45°，再经第一偏振分光棱镜被分为一束透射的水平偏振泵浦光和一束反射的垂直偏振泵浦光。

所述的OPO全反镜、第一参量晶体、第二参量晶体和OPO输出镜组成光参量振荡器。

所述的OPO全反镜镀泵浦光增透膜和第一信号光、第二信号光全反膜。

所述的第一参量晶体和第二参量晶体的晶体光轴方向相互垂直，两块晶体可相互独立放置，也可以经表面处理成为键合晶体，两端镀泵浦光、第一信号光和第二信号光增透膜，第一参量晶体和第二参量晶体相对光路的放置角度可调节。

所述的OPO输出镜镀泵浦光增透膜和第一信号光、第二信号光部分透过部分反射膜，对第一信号光、第二信号光的透过率为20％～50％。

所述的分光镜镀泵浦光全反膜和第一信号光、第二信号光增透膜，其相对光路的放置角度可调节。