[发明专利]基于外差拍频锁定的种子注入2μm波段单频脉冲光参量振荡器

摘要

一种基于外差拍频锁定的种子注入2μm波段单频脉冲光参量振荡器，包括种子注入光路、泵浦光路、一体化谐振腔、拍频测试组件及电学控制组件五部分。本发明具有频率稳定性高、线宽可控、重复频率与脉宽可调、抗干扰能力强、寿命长和结构紧凑的特点，不仅适合工程商业化，也能适应机载与星载要求。

主权项

1.一种基于外差拍频锁定的种子注入2μm波段单频脉冲光参量振荡器，特征在于其结构包括腔外种子注入光路、泵浦光路、一体化谐振腔、拍频测试组件及电学控制组件五个部分：所述的腔外种子注入光路包括种子激光器(1‑1)、分束器(1‑2)、耦合透镜组(1‑3)、隔离器组(1‑4)和第一半波片(1‑5)；所述的泵浦光路包括单频脉冲泵浦源(2‑1)，第二半波片(2‑2)、第一偏振分束器(2‑3)、第二偏振分束器(2‑4)、第一折返镜(2‑5)、光学延时装置(2‑6)、第二折返镜(2‑7)、第一电光晶体(2‑8)、第一聚焦透镜(2‑9)、第一反射镜(2‑10)和双色镜(2‑11)；所述的一体化谐振腔包括谐振腔框体(3‑0)、第一腔镜(3‑1)、第二腔镜(3‑2)、第三腔镜(3‑3)和第四腔镜(3‑4)，第一非线性晶体(3‑5)、第二非线性晶体(3‑6)、第二电光晶体(3‑7)；所述的拍频测试组件包括分光镜(4‑1)、第三电光晶体(4‑2)、第三偏振分束器(4‑3)、第二反射镜(4‑4)、第三半波片(4‑5)、第二聚焦透镜(4‑6)、合束器(4‑7)和声光移频器(4‑8)；所述的电学控制组件包括压电陶瓷(5‑1)、压电陶瓷驱动源(5‑2)、时序控制系统(5‑3)、第一光电探测器(5‑4)、高压电光晶体驱动源(5‑5)、第二光电探测器(5‑6)、低压电光晶体驱动源(5‑7)组成；元器件的位置关系如下：所述的种子激光器(1‑1)输出的种子光经过所述的分束器(1‑2)分成低功率种子光和高功率种子光：所述的低功率种子光依次经所述的耦合透镜组(1‑3)、隔离器组(1‑4)、第一半波片(1‑5)、双色镜(2‑11)、第一腔镜(3‑1)注入到所述的一体化谐振腔中；所述的高功率种子光经所述的声光移频器(4‑8)进入所述的合束器(4‑7)中；所述的单频脉冲泵浦源(2‑1)输出的泵浦光经所述的第二半波片(2‑2)和第一偏振分束器(2‑3)后在空间上分成等强度的透射光束和反射光束：所述的透射光束透过所述的第二偏振分束器(2‑4)继续传输形成第一束泵浦光，经所述的第一电光晶体(2‑8)、第一聚焦透镜(2‑9)、第一反射镜(2‑10)和双色镜(2‑11)反射后与所述的低功率种子光同方向地经第一腔镜(3‑1)入射至所述的一体化谐振腔中；所述的反射光束经第一折返镜(2‑5)、光学延时装置(2‑6)、第二折返镜(2‑7)和第二偏振分束器(2‑4)反射后成为第二束泵浦光，经所述的第一电光晶体(2‑8)、第一聚焦透镜(2‑9)、第一反射镜(2‑10)和双色镜(2‑11)反射后与所述的低功率种子光同方向地经第一腔镜(3‑1)入射至所述的一体化谐振腔；所述的一体化谐振腔中沿光路依次是第一腔镜(3‑1)、第一非线性晶体(3‑5)、第二非线性晶体(3‑6)、第二腔镜(3‑2)、第三腔镜(3‑3)、第二电光晶体(3‑7)、第四腔镜(3‑4)和第一腔镜(3‑1)，所述的第四腔镜(3‑4)紧固在压电陶瓷(5‑1)上，在所述的第二腔镜(3‑2)和第三腔镜(3‑3)之间光路的延长线上设有所述的第一光电探测器(5‑4)；由所述的第一束泵浦光经一体化谐振腔振荡产生的第一束信号光经所述的分光镜(4‑1)、第三电光晶体(4‑2)和第三偏振分束器(4‑3)反射后，入射到与其传输方向成45°放置的第二反射镜(4‑4)上，由所述的第二反射镜(4‑4)反射衰减后的第一束信号光经所述的第三半波片(4‑5)、第二聚焦透镜(4‑6)输入至所述的合束器(4‑7)中；所述的高功率种子光经所述的声光移频器(4‑8)移频后输入至所述的合束器(4‑7)中与进入其中的第一束信号光进行拍频，所述的合束器(4‑7)输出的拍频光信号耦合进所述的第二光电探测器(5‑6)中并将其转换为电信号；由所述的第二束泵浦光经一体化谐振腔振荡产生的第二束信号光经所述的分光镜(4‑1)、第三电光晶体(4‑2)和第三偏振分束器(4‑3)透射后输出；所述的压电陶瓷驱动源(5‑2)的输出端与所述的压电陶瓷(5‑1)的输入端相连，所述的低压电光晶体驱动源(5‑7)的输出端与所述的第二电光晶体(3‑7)的输入端相连，所述的第一光电探测器(5‑4)和第二光电探测器(5‑6)的输出端与所述的时序控制系统(5‑3)的输入端相连，所述的高压电光晶体驱动源(5‑5)的输出端与所述的第一电光晶体(2‑8)和第三电光晶体(4‑2)的输入端相连，所述的时序控制系统(5‑3)的输出端分别与所述的压电陶瓷驱动源(5‑2)的输入端、所述的低压电光晶体驱动源(5‑7)的输入端、所述的高压电光晶体驱动源(5‑5)的输入端和所述的泵浦源(2‑1)的控制端相连。