[发明专利]一种准三能级激光器波长控制方法

权利要求书

1.一种准三能级激光器波长控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标波长以及所需的调谐范围；

选取受激辐射谱带宽范围涵盖所述目标波长的晶体，得到若干个备选增益介质；所述若干个备选增益介质用于放置于激光器中；

对于每一备选增益介质，将不同晶体条件进行排列组合，得到每一备选增益介质对应的p种条件组合；每种条件组合包括：每个备选增益介质的温度、每个备选增益介质的掺杂浓度、每种谐振腔腔镜的镀膜参数以及施加于每个备选增益介质的泵浦功率；

选取各备选增益介质对应的任一种条件组合进行组合，得到q个晶体组合条件；

计算在每一晶体组合条件下激光器的净增益谱G_net(λ)，并确定所述激光器的净增益谱G_net(λ)对应的激光波长，得到q个晶体组合条件下的q种激光波长；

搜索q种激光波长中与所述目标波长最接近的激光波长λ_i，并确定对应的晶体组合条件i；

更改所述晶体组合条件i中的“施加于每个备选增益介质的泵浦功率”这一条件，保持其余条件不变，构建激光波长λ_i与施加于每个备选增益介质的泵浦功率变化的对应变化数组；

将所述若干个备选增益介质放入激光器中，并根据所述对应变化数组调控施加于每个备选增益介质的泵浦功率，从而调控激光器输出激光波长。

2.根据权利要求1所述的准三能级激光器波长控制方法，其特征在于，所述计算在每一晶体组合条件下激光器的净增益谱G_net(λ)，并确定所述激光器的净增益谱G_net(λ)对应的激光波长，得到q个晶体组合条件下的q种激光波长，具体包括：

测量每个所述备选增益介质在不同掺杂浓度α、不同温度T下的受激辐射截面σ_em(α,T)与受激吸收截面σ_abs(α,T)；

利用每个所述备选增益介质在不同掺杂浓度α、不同温度T下的受激辐射截面σ_em(α,T)与受激吸收截面σ_abs(α,T)计算每个所述备选增益介质的增益截面光谱g(λ,α,T)；

获取激光器谐振腔腔镜的镀膜参数δ(λ)；

利用若干个所述备选增益介质的增益截面光谱g(λ,α,T)和所述镀膜参数δ(λ)计算谐振腔内有若干个所述备选增益介质时激光器的净增益谱G_net(λ)，并确定所述激光器的净增益谱G_net(λ)对应的激光波长；

遍历所有晶体组合条件，得到q个晶体组合条件下的q种激光波长。

3.根据权利要求2所述的准三能级激光器波长控制方法，其特征在于，所述利用每个所述备选增益介质在不同掺杂浓度α、不同温度T下的受激辐射截面σ_em(α,T)与受激吸收截面σ_abs(α,T)计算每个所述备选增益介质的增益截面光谱g(λ,α,T)，具体包括：

利用每个所述备选增益介质在不同掺杂浓度α、不同温度T下的受激辐射截面σ_em(α,T)与受激吸收截面σ_abs(α,T)，根据增益截面光谱计算公式，计算每个所述备选增益介质的增益截面光谱g(λ,α,T)；所述增益截面光谱计算公式为g(λ,α,T)＝βσ_em(α,T)-(1-β)σ_abs(α,T)，其中，g(λ,α,T)表示增益截面光谱，λ为激光波长，β为布居反转比例因子。

4.根据权利要求1所述的准三能级激光器波长控制方法，其特征在于，所述施加于每个备选增益介质的泵浦功率为功率可独立控制的泵浦光。

5.根据权利要求1所述的准三能级激光器波长控制方法，其特征在于，所述若干个备选增益介质用于放置于激光器的单个谐振腔中。