連續(xù)可調(diào)諧納秒激光器通過(guò)多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)在納秒級(jí)脈沖下的連續(xù)調(diào)諧,主要方法包括光柵/棱鏡調(diào)諧、電光調(diào)諧、熱調(diào)諧、機(jī)械調(diào)諧以及非線(xiàn)性光學(xué)調(diào)諧,以下是具體介紹:
一、光柵或棱鏡調(diào)諧
原理:在激光諧振腔中引入可調(diào)諧濾光片(如光柵或棱鏡),通過(guò)旋轉(zhuǎn)光柵或移動(dòng)棱鏡改變光路,選擇特定波長(zhǎng)的光進(jìn)行放大輸出。
應(yīng)用:適用于固態(tài)激光器,如鈦藍(lán)寶石激光器。通過(guò)一對(duì)棱鏡分散不同波長(zhǎng)的光,利用可移動(dòng)狹縫選擇目標(biāo)波長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)諧。
特點(diǎn):調(diào)諧范圍寬,但需精確控制光柵或棱鏡的位置和角度。
二、電光調(diào)諧
原理:利用電光效應(yīng)(如電光晶體在電場(chǎng)作用下折射率發(fā)生變化),通過(guò)改變電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)激光波長(zhǎng)。
應(yīng)用:常見(jiàn)于電光調(diào)制器(EOM)和電光調(diào)諧激光器。
特點(diǎn):調(diào)諧速度快,但調(diào)諧范圍相對(duì)有限。
三、熱調(diào)諧
原理:通過(guò)改變激光器的工作溫度來(lái)改變材料的折射率和腔長(zhǎng),從而實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧。
應(yīng)用:適用于某些半導(dǎo)體激光器和光纖激光器。
特點(diǎn):調(diào)諧范圍較窄(通常幾個(gè)納米),但技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低。
四、機(jī)械調(diào)諧
原理:通過(guò)改變激光器外部光學(xué)元件(如衍射光柵、反射鏡)的位置或角度來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧。
應(yīng)用:常見(jiàn)于外腔二極管激光器和分布式布拉格反射器(DBR)激光器。
特點(diǎn):調(diào)諧范圍寬,但調(diào)諧速度較慢,且需要精確的機(jī)械控制。
五、非線(xiàn)性光學(xué)調(diào)諧
原理:利用非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)(如受激喇曼散射、光二倍頻、光參量振蕩)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的變換和調(diào)諧。
應(yīng)用:通過(guò)引入非線(xiàn)性光學(xué)晶體到激光腔外部或內(nèi)部,產(chǎn)生新的波長(zhǎng)或頻率。
特點(diǎn):可擴(kuò)展激光增益帶寬之外的光譜區(qū)域,實(shí)現(xiàn)極寬的調(diào)諧范圍,但需要高強(qiáng)度激光泵浦源,且調(diào)諧方法復(fù)雜。