波长占比可调的激光输出器的制作方法

1.本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种波长占比可调的激光输出器。


背景技术：

2.随着需求的增加，激光应用系统多采用复合体制，针对不同使用场景使用不同波长，以避免干扰现象。实现不同波长输出的方法可使用多个波长不同的光源，但是提高了系统复杂程度。激光倍频器通过调整机械结构改变倍频效率，实现输出基频光和倍频光输出比例调谐，但是可调整机械结构抗力学环境能力差、精度以及一致性低等缺点降低了此类激光倍频器适用性和可靠性。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种波长占比可调的激光输出器，用以解决现有技术中激光倍频器适用性和可靠性低的问题。
4.本发明实施例的波长占比可调的激光输出器，包括：
5.基频光准直器，用于对入射的基频光进行准直处理；
6.光束缩放透镜组，受电信号控制，所述光束缩放透镜组用于基于输入的电信号对所述基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节；
7.半波片对，用于调整所述光束缩放透镜组输出的光束的偏振方向，以使所述半波片对输出的光束与非线性晶体相位匹配；
8.所述非线性晶体，用于基于非线性效应对所述半波片对输出的光束进行处理，以输出两束不同波长的光束；
9.双色镜，用于将所述非线性晶体输出的两束不同波长的光束分离开来；
10.输出镜，用于输出所述双色镜输出的光束。
11.采用本发明实施例，通过电信号控制光束缩放透镜组，使得光束缩放透镜组焦距可调，使得到达非线性晶体的光斑大小可调，通过连续改变光斑大小来改变基频光功率密度，实现倍频效率的调谐，从而实现倍频器不同波长输出比例的调谐。该产品由于通过电压精细控制，采用的是固定结构，不存在可调整的机械结构，具有高可靠性、高精度、高一致性和高环境适应性的特点。
12.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
13.通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
14.图1是本发明实施例中波长占比可调的激光输出器结构示意图。
具体实施方式
15.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。另外，在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
16.在光束传播方向上，本发明实施例的波长占比可调的激光输出器依次包括：基频光准直器、光束缩放透镜组、半波片对、非线性晶体、双色镜、输出镜，它们共轴间隔排布。
17.基频光准直器用于对入射的基频光进行准直处理。光束缩放透镜组受电信号控制，光束缩放透镜组用于基于输入的电信号对完成准直处理的基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节；其原理是：光束缩放透镜组基于输入的电信号进行焦距调节，从而达到调节入射到非线性晶体的光斑大小。可以理解，光束缩放透镜组是通过电信号调节的，如电压信号，电信号可以控制光束缩放透镜组输出光束的焦距。焦距的调整相当于光束尺寸的调整。
18.半波片对用于调整光束缩放透镜组输出的光束的偏振方向，以使半波片对输出的光束与非线性晶体相位匹配。
19.非线性晶体用于基于非线性效应对半波片对输出的光束进行处理，以输出两束不同波长的光束。经过半波片处理后的基频光经过非线性晶体后，除了会输出基频光外，还会输出一束新的光束，该光束的波长不同于基频光的波长。例如，波长1064nm基频光通过非线性晶体可以输出一束波长1064nm基频光和一束波长532nm光束。而输出的基频光与新的光束的比例则就取决于光束缩放透镜组。通过电信号控制光束缩放透镜组，使得光束缩放透镜组的焦距可调，使得到达非线性晶体的光斑大小可调，通过连续改变光斑大小来改变基频光功率密度，实现倍频效率的调谐，从而实现倍频器不同波长输出比例的调谐。
20.双色镜用于将非线性晶体输出的两束不同波长的光束分离开来，不同波长的光束从不同方向输出，达到分离目的。
21.输出镜用于输出双色镜输出的光束。
22.采用本发明实施例，由于通过电压精细控制，采用的是固定结构，不存在可调整的机械结构，具有高可靠性、高精度、高一致性和高环境适应性的特点。
23.在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
24.根据本发明的一些实施例，非线性晶体可以为倍频晶体、或者和频晶体、或者差频晶体。选用不同的非线性晶体可以获取不同波长的光束。
25.根据本发明的一些实施例，在光束传输方向上，光束缩放透镜组依次为透镜和电控可调焦透镜；
26.电控可调焦透镜用于基于输入的电信号对基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节。
27.采用该配置，可以使得光束缩放透镜组输出的光束近似准直光束。
28.根据本发明的一些实施例，透镜、半波片对、双色镜以及输出镜均镀有增透膜。由此，提高光束输出量。
29.下面参照附图以一个具体的实施例详细描述根据本发明的波长占比可调的激光输出器。值得理解的是，下述描述仅是示例性描述，而不应理解为对本发明的具体限制。
30.图1为波长占比可调的激光输出器结构示意图，如图1所示，本发明实施例的波长占比可调的激光输出器，包括基频光准直器1，用于准直倍频器入射光；光束缩放透镜组，用于缩放光束直径，输出近似准直光束；半波片对，用于调整光束偏振方向，实现与倍频晶体匹配；倍频晶体7，基于非线性效应将入射基频光转换成倍频光，可以更换成和频、差频等其他非线性晶体；双色镜8，用于分离基频光和倍频光；输出镜9，导出激光，密封倍频器结构。
31.光束缩放透镜组沿激光传输方向依次为透镜2、电控可调焦透镜3。透镜2可以为凸透镜，也可以是凹透镜。电控可调焦透镜3可根据输入电信号实现焦距从负数到无限大到正数的连续变化。
32.半波片对沿激光传输方向依次为半波片4和半波片5。
33.透镜、半波片、双色镜和输出镜均镀增透膜。
34.波长1064nm基频光通过准直器1，首先由透镜2和电控可调焦透镜3对入射光束直径进行调节，之后通过设置好方向的半波片4和半波片5，基频光实现与倍频晶体7的匹配，入射倍频晶体。当入电信号s1时，入射光束直径小，功率密度高，波长1064nm基频光转换效率高，产生大量波长532nm倍频光，剩余少量波长1064nm基频光；当输入电信号s2时，入射光束直径大，功率密度低，波长1064nm基频光转换效率低，产生少量波长532nm倍频光，剩余大量波长1064nm基频光。双色镜8将从倍频晶体出射的不同波长的激光分离，通过输出镜9传输至倍频器外。
35.需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
36.另外，本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
37.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种波长占比可调的激光输出器，其特征在于，包括：基频光准直器，用于对入射的基频光进行准直处理；光束缩放透镜组，受电信号控制，所述光束缩放透镜组用于基于输入的电信号对所述基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节；半波片对，用于调整所述光束缩放透镜组输出的光束的偏振方向，以使所述半波片对输出的光束与所述非线性晶体相位匹配；所述非线性晶体，用于基于非线性效应对所述半波片对输出的光束进行处理，以输出两束不同波长的光束；双色镜，用于将所述非线性晶体输出的两束不同波长的光束分离开来；输出镜，用于输出所述双色镜输出的光束。2.如权利要求1所述的波长占比可调的激光输出器，其特征在于，所述非线性晶体为倍频晶体、或者和频晶体、或者差频晶体。3.如权利要求1所述的波长占比可调的激光输出器，其特征在于，在光束传输方向上，所述光束缩放透镜组依次为透镜和电控可调焦透镜；所述电控可调焦透镜用于基于输入的电信号对所述基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节。4.如权利要求3所述的波长占比可调的激光输出器，其特征在于，所述透镜、所述半波片对、所述双色镜以及所述输出镜均镀有增透膜。

技术总结
本发明公开了一种波长占比可调的激光输出器，波长占比可调的激光输出器包括：基频光准直器，用于对入射的基频光进行准直处理；光束缩放透镜组，受电信号控制，光束缩放透镜组用于基于输入的电信号对基频光入射非线性晶体的光斑大小进行调节；半波片对，用于调整光束缩放透镜组输出的光束的偏振方向，以使半波片对输出的光束与非线性晶体相位匹配；非线性晶体，用于基于非线性效应对半波片对输出的光束进行处理，以输出两束不同波长的光束；双色镜，用于将非线性晶体输出的两束不同波长的光束分离开来；输出镜，用于输出双色镜输出的光束。本发明采用固定结构，不存在可调整的机械结构，具有高可靠性、高精度、高一致性和高环境适应性的特点。适应性的特点。适应性的特点。


技术研发人员：余洋 房一涛 张昆 张浩彬 张大勇
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十一研究所
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/19