一种基于腔内泵浦的激光器和激光通信设备的制作方法

本发明涉及激光通信，具体是一种基于腔内泵浦的激光器和激光通信设备。

背景技术：

1、空间激光通信是完全依赖激光光束作为载体传输光束，直接在空间中利用光信号传递的通信方式。由于激光光束能量集中、高方向性，对于信息的传递，较于传统的通信方式相比，激光通信装置具有很强的保密性和抗干扰性，激光通信装置更具优势性。空间激光通信由于具有极大的带宽，能够对数据传输具有极高的传输速率，不会受到一些极端因素的影响。

2、传统的空间激光通信仅限于点对点间的通信，即通信链路只在两个节点之间建立。该方式具有一定的局限性，无法形成有效的空间网络连接，且容易受地理位置和链路条件的影响。传统的微波通信由于会受到地形地貌影响，如果受到极端天气，恶劣地区等影响，整个通信系统就会受到中断，严重则会导致信息传输瘫痪。整个通信系统具有较大的局限性所以对通信方式上实用性不高。

3、空间激光通信恰好弥补了传统微波通信的缺点，可以快速地架设网络，不受地形地貌影响，不会受到恶劣环境的影响，能够快速精准传输数据，如果受到一些因素的影响，也能进行快速修复地区通信网络。空间激光通信方案也会更安全，更高效，更可行。

4、空间激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强的特点，成为取代磁通信的潜在手段。在很多应用中载体对现有的激光通信系统的限制条件很多，要求更加严苛，比如受体积限制，要求激光通信设备更加的趋于小型化;由于激光光束的损耗，对激光通信设备的输出激光要求也更加稳定输出，损耗低。由于不同环境的影响，对激光设备的输出光束传递信息能力也有不同需求；受组网通信的需求，要求系统可任意两节点可自由匹配通信。为此，现有的激光通信架构很难同时满足以上要求，比如现有的激光通信系统采用独立信标模式，同时安装通信接收和信标接收单元，系统复杂很难实现小型化；系统采用传动机械转台等实现大范围工作，但其工作包络大，光轴摆动平移大，很难满足工作窗口限制。

5、因此，现有的激光通信系统存在的缺陷为：系统由于复杂度，很难实现小型化；通信系统输出激光功率稳定性与光束质量较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于腔内泵浦的激光器和激光通信设备，以解决背景技术中的技术问题。

2、为实现前述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于腔内泵浦的激光器，包括泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜，所述泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜和第二反射镜沿着横向依次放置，所述第三反射镜在第二反射镜上方，所述第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜从右到左依次放置，所述第二激光增益介质在第三反射镜左侧；

4、所述第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜、第四反射镜依次沿光路进行设置；

5、所述第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜沿激光振荡方向依次排列，构成第一波长激光谐振腔；

6、所述第二反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜沿激光振荡方向依次排列，构成第二波长激光谐振腔；

7、所述泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜、第四反射镜构成一个稳定的环形腔结构。

8、所述第一激光增益介质和第二激光增益介质为相同结构的激光晶体，其左、右两端面分别镀有增透膜。

9、所述泵浦源为半导体激光器。

10、所述第一激光增益介质和第二激光增益介质相互串联且平行放置，所述第一激光增益介质和第二激光增益介质分别产生不同波长的激光信号。

11、还包括有底座，所述底座用于承载耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜。

12、还包括第一热沉和第二热沉，所述第一热沉设置在第一激光增益介质和底座之间，所述第二热沉设置在第二激光增益介质和底座之间，用于控制激光器的工作温度。

13、一种激光通信设备，包括中央控制系统、激光发射系统、激光信号回收系统和激光温控系统，所述激光发射系统采用如上的一种基于腔内泵浦的激光器进行发射双波长光信号，所述激光发射系统还包括激光电源和信号发生器，利用所述激光电源与泵浦源相连接，给光信号发射装置提供电源，所述信号发生器与激光电源相连，用于控制所述激光电源向泵浦源发出脉冲激光。

14、与现有技术相比，本申请的一种基于腔内泵浦的激光器，在无需外加电控系统的前提下，实现了输出不同波长的双波长脉冲对激光，而且输出双波长脉冲时间间隔在纳秒级，能产生高质量且稳定的双波长脉冲激光信号；除此之外，本发明所采用的泵浦方式为腔内直接泵浦，不仅能够有效的提高斯托克斯效率、缓解激光晶体的热透镜效应，而且还能够从根本上避免传统采用单一激光晶体的双波长激光器中的增益竞争问题。

技术特征：

1.一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：包括泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜，所述泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜和第二反射镜沿着横向依次放置，所述第三反射镜在第二反射镜上方，所述第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜从右到左依次放置，所述第二激光增益介质在第三反射镜左侧；

2.根据权利要求1所述的一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：所述第一激光增益介质和第二激光增益介质为相同结构的激光晶体，其左、右两端面分别镀有增透膜。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：所述泵浦源为半导体激光器。

4.根据权利要求3所述的一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：所述第一激光增益介质和第二激光增益介质相互串联且平行放置，所述第一激光增益介质和第二激光增益介质分别产生不同波长的激光信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：还包括有底座，所述底座用于承载耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜。

6.根据权利要求5所述的一种基于腔内泵浦的激光器，其特征在于：还包括第一热沉和第二热沉，所述第一热沉设置在第一激光增益介质和底座之间，所述第二热沉设置在第二激光增益介质和底座之间，用于控制激光器的工作温度。

7.一种激光通信设备，包括中央控制系统、激光发射系统、激光信号回收系统和激光温控系统，其特征在于：所述激光发射系统采用权利要求1-6任一所述的一种基于腔内泵浦的激光器进行发射双波长光信号，所述激光发射系统还包括激光电源和信号发生器，利用所述激光电源与泵浦源相连接，给光信号发射装置提供电源，所述信号发生器与激光电源相连，用于控制所述激光电源向泵浦源发出脉冲激光。

技术总结
本发明提供的一种基于腔内泵浦的激光器和激光通信设备，激光器包括泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调Q晶体、第一输出镜、第二反射镜、第三反射镜、第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜，泵浦源、耦合镜组、第一反射镜、第一激光增益介质、被动调Q晶体、第一输出镜和第二反射镜沿着横向依次放置，第三反射镜在第二反射镜上方，第二激光增益介质、第二输出镜和第四反射镜从右到左依次放置。本申请的激光器在无需外加电控系统的前提下，实现了输出不同波长的双波长脉冲对激光，采用该激光器的通信设备，能实现结构小型化且通信系统输出激光功率稳定性更强，能产生高质量且稳定的双波长脉冲激光信号。

技术研发人员：白继清
受保护的技术使用者：长春易励光电仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5