專利名稱：F-p腔及采用該f-p腔的激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光器技術(shù)，特別是指一種法布里-珀羅(F-P)腔及采用該F-P腔的激光器。
背景技術(shù)：
F-P腔是光學(xué)和激光研究中的重要工具，可應(yīng)用于外腔半導(dǎo)體激光器、單塊固體激光器等光學(xué)設(shè)備中。折疊F-P腔的逆入射反射光具有與F-P腔相反的光譜結(jié)構(gòu)，可以提供窄線寬光反饋。目前折疊F-P腔由分立元件構(gòu)成。例如K. Doringshoff,I. Ernsting,R. -H. Rinkleff, S. Schiller, and A. Wicht提出的結(jié)構(gòu)，如

圖1所示。該折疊F-P腔(CAV)由一個(gè)耦合鏡101 以及兩個(gè)反射鏡102、103組成。其中，耦合鏡101還兼做折疊反射鏡。入射光從耦合鏡101 射入折疊F-P腔，在腔內(nèi)經(jīng)反射鏡102、103和耦合鏡101的反射后，產(chǎn)生兩束反射光，即與耦合鏡101上的原入射光的鏡反射光共線同向的反射光和與入射光共線反向的逆入射反射光。其中沿著與原入射光束共線且反向的逆入射反射光可作為附帶有選頻作用的輸出光從F-P腔被輸出利用。然而，由于分立元件的精密調(diào)節(jié)比較困難，并且容易受到外界音頻、機(jī)械振動(dòng)和溫度變化的干擾和影響。同時(shí)腔的體積比較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較差。此外一次折疊共焦腔需要加工兩個(gè)球面反射鏡形成諧振腔，增加了工藝難度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種F-P腔及采用該F-P腔的激光器，解決現(xiàn)有折疊F-P腔穩(wěn)定性不好，易受到外界干擾，體積過大和系統(tǒng)復(fù)雜等問題?；谏鲜瞿康谋景l(fā)明提供的一種F-P腔，，所述F-P腔是由單塊光學(xué)元件整體構(gòu)成的折疊共焦腔，該折疊共焦腔具有三個(gè)反射面，第一反射面為平面并同時(shí)作為輸入輸出耦合面，第二反射面為平面，第三個(gè)反射面為球面，所述球面的曲率半徑等于光線在折疊共焦腔中往返一次的幾何長(zhǎng)度的一半?？蛇x的，該F-P腔光線從第一反射面上的入射點(diǎn)入射進(jìn)入折疊共焦F-P腔，經(jīng)過第三反射面的正入射被反射后，回到第一反射面入射點(diǎn)，然后折向第二反射面上，被第二反射面全反射后，正入射到第三反射面，然后經(jīng)原路反射回第二反射面，再次全反射后，返回第一反射面的入射點(diǎn)；或者光線從第一反射面上的入射點(diǎn)入射進(jìn)入折疊共焦F-P腔后，入射到第二反射面， 經(jīng)全反射后，正入射在第三反射面，經(jīng)原路反射回到第二反射面后，被第二反射面全反射返回到第一反射面的入射點(diǎn)，經(jīng)折疊后正入射在第三反射面，再由第三反射面返回到第一反射面的入射點(diǎn)?？蛇x的，該F-P腔滿足
權(quán)利要求
1.一種法布里-珀羅F-P腔，其特征在于，所述F-P腔是由單塊光學(xué)元件整體構(gòu)成的折疊共焦腔，該折疊共焦腔具有三個(gè)反射面，第一反射面為平面并同時(shí)作為輸入輸出耦合面， 第二反射面為平面，第三個(gè)反射面為球面，所述球面的曲率半徑等于光線在折疊共焦腔中往返一次的幾何長(zhǎng)度的一半。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-P腔，其特征在于，光線從第一反射面上的入射點(diǎn)入射進(jìn)入折疊共焦F-P腔，經(jīng)過第三反射面的正入射被反射后，回到第一反射面入射點(diǎn)，然后折向第二反射面上，被第二反射面全反射后，正入射到第三反射面，然后經(jīng)原路反射回第二反射面，再次全反射后，返回第一反射面的入射點(diǎn)；或者光線從第一反射面上的入射點(diǎn)入射進(jìn)入折疊共焦F-P腔后，入射到第二反射面，經(jīng)全反射后，正入射在第三反射面，經(jīng)原路反射回到第二反射面后，被第二反射面全反射返回到第一反射面的入射點(diǎn)，經(jīng)折疊后正入射在第三反射面，再由第三反射面返回到第一反射面的入射點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-P腔，其特征在于，該F-P腔滿足
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-P腔，其特征在于，所述第二反射面作為全反射面，在該面上沒有鍍膜或根據(jù)使用波長(zhǎng)鍍高反射率膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的F-P腔，其特征在于，針對(duì)F-P腔體內(nèi)傳輸?shù)募す獠ǘ?，所述單塊光學(xué)元件由光學(xué)玻璃、或光學(xué)晶體、或石英玻璃制成。
6.一種激光器，其特征在于，在該激光器中采用如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的單塊折疊共焦F-P腔作為F-P腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光管、準(zhǔn)直透鏡、分束鏡和所述單塊折疊共焦F-P腔；所述激光器內(nèi)各部件的布設(shè)使得半導(dǎo)體激光管發(fā)出的激光，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，由在分束鏡分出的一束入射在單塊折疊共焦F-P腔上；單塊折疊共焦F-P腔的逆入射反射光沿著與原入射光束共線反向的路徑，經(jīng)分束鏡被返回到半導(dǎo)體激光管中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器，其特征在于，在準(zhǔn)直透鏡與所述分束鏡之間的光路內(nèi)設(shè)置有半波片；或者在準(zhǔn)直透鏡與所述光柵之間的光路內(nèi)設(shè)置有半波片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光器，其特征在于，所述激光器還包括以下一種或兩種以上調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組合諧振頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變單塊折疊F-P腔的光程來調(diào)節(jié)單塊折疊F-P腔決定的諧振頻率；激光振蕩頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變分束鏡到單塊折疊F-P腔或分束鏡到半導(dǎo)體激光管的距離來調(diào)節(jié)分束鏡選頻決定的激光振蕩頻率；第一半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變半導(dǎo)體激光管的輸入電流來改變半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍；第二半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變半導(dǎo)體激光管的溫度來改變半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任意一項(xiàng)所述的激光器，其特征在于，所述分束鏡替換為光柵。
全文摘要
本發(fā)明公開一種法布里-珀羅(F-P)腔，該F-P腔是由單塊光學(xué)元件整體構(gòu)成的折疊共焦腔，該折疊共焦腔具有三個(gè)反射面，第一反射面為平面并同時(shí)作為輸入輸出耦合面，第二反射面為平面，第三個(gè)反射面為球面，所述球面的曲率半徑等于光線在折疊共焦腔中往返一次的幾何長(zhǎng)度的一半。本發(fā)明還公開了一種基于該F-P腔的激光器。通過本發(fā)明方案解決了現(xiàn)有折疊F-P腔穩(wěn)定性不好，易受到外界干擾，體積過大和系統(tǒng)復(fù)雜等問題。
文檔編號(hào)H01S5/10GK102315588SQ20101022727
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者方占軍, 曹建平, 李燁, 臧二軍, 趙陽 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院