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设想的激光器的原理图


新奇的激光器
2015年2月20日 8:41

我的激光器主要的结构如下图所示。我想了好几个可能的解构,有的想完全了有的没有。 图一、两头都镀膜的激光二极管 一级主极大的光用来输出 这是一个用ULE 制作的光学腔 用来把线宽压 下来。

这是一个两头 都镀膜的二极管

光隔离器

这是一个把

二极管 中的光转化成平行 光的凸透镜,在所 需要的波长镀膜了

透射光栅

二级主极大的光 用来形成“光学上 的共振腔” (解释见下面)

外面这根长长的线表示透射过光学腔的光经过几片反射镜后从二极管的后面的那一面射进了二极管从 而形成了“光学闭环”。我只画了原理上必须的部分。一些反射镜和一些PID必须的器件,还有压电陶 瓷等都没画上。

首先,在这样的方案里,透射光栅和反射光栅是不太一样的。。。当然没有什么本质上的不同,但是 我觉得似乎会让体系中的透镜变多。。。。 然后我想可以分析一下这个系统的增益图,二极管输出的光的增益曲线非常的平。经过光栅后,增益 曲线就出现很窄的峰,只要这个峰的半高全宽小于后面光学腔的两个透射峰之间的间距,那么只要这 个系统的PID足够快,就不会出现跳模现象了。这个想法就和郭志超说的用好几个腔来进行操作的想法 是类似的。最后把透射光再引回二极管,以便形成激光。
我想还有一点值得一提的是,因为有光栅,光栅的二级主极是有分光作用的。如果我们用一个非常窄 的狭缝,使得实际上只有我们需要的频率附近的光在空间上可以通过(因为经过光栅实际上相当于把 频域的分布转化成了空间的分布,不同频率在空间的分布不同),其他的光都无法通过,那么这个系 统可能会更加的有效。 图二、只有一头镀膜的二极管。 我想大概很难买到两头镀膜的二极管所以我想其实最好用只有一头镀膜的二极管,我构想的 方法和上面的实际上差不多。但是整体机构上看上去更加复杂一点。不过只是看起来复杂一点点, 并没有增加任何新的器件。 这是一个共焦的 ULE腔,就是两个 端面全都是球面 镜,而且共焦点

镀膜的激 光二极管

凸透镜 其中将光学腔的部分放大后可以 得到这样的图像。

透射光栅

其中红色的表示入射方向也就是入射方向不和腔外表面法向平行,同时红色的线也表示光学腔的一个 透射方向,也就是实际上红色的这条线和两条绿色的线在本质上是一致的。而黑色的线表示直接反射 的反射光的方向。由于直接反射的反射光的谱线比较差,所以这条光就丢弃掉。只用剩下的三条光进 行操作。其中标记为红色的透射光和激光二极管相互作用形成激光。而标记为绿色的透射光可以用来 进行各种PID反馈操作。

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