1.一种双频激光装置,用于产生1064nm和1063nm双频激光,其特征在于,包括:谐振腔,以及设置在所述谐振腔下游光路上的偏振调谐模块;
所述谐振腔内包括第一谐振腔和第二谐振腔,所述第一谐振腔和所述第二谐振腔的光路呈正交排布,且构成T型共谐振腔结构;其中,所述第一谐振腔包括沿光的输出方向依次设置的第一腔镜和第一激光晶体模块;所述第二谐振腔包括沿光的输出方向依次设置的第二腔镜和第二激光晶体模块;所述第一谐振腔和所述第二谐振腔还包括共用的第一偏振分光棱镜和输出腔镜;其中,所述第一腔镜,用于将射向其的第一泵浦光,以及激光透射至所述第一激光晶体模块,并反射波长为1064nm和波长为1063nm的激光;
所述第一激光晶体模块,用于为产生1064nm激光提供增益介质,形成第一激光,并射向所述第一偏振分光棱镜;
所述第二腔镜,用于将射向其的第二泵浦光,以及激光透射至所述第二激光晶体模块,并反射波长为1064nm和波长为1063nm的激光;
所述第二激光晶体模块,用于为产生1063nm激光提供增益介质,形成第二激光,并射向所述第一偏振分光棱镜;
所述第一偏振分光棱镜,设置在所述第一激光晶体模块和所述第二激光晶体模块的下游光路上,用于将所述第一激光中的S偏振态的激光反射以及将所述第二激光中的P偏振态的激光透射,形成第三激光,输出至所述输出腔镜;
所述偏振调谐模块,设置在所述输出腔镜的下游光路上,用于将所述第三激光出至指定位置,且能调整第三激光的偏振态;其中,谐振腔包括以所述输出腔镜作为参考面,确定的稳定腔,所述稳定腔包括第一稳区和第二稳区,在所述第一谐振腔和所述第二谐振腔的工作点分别由所述第一稳区进入所述第二稳区的情况下,所述双频激光装置的工作点为第一谐振腔和第二谐振腔的工作曲线在所述第二稳区的交汇点;其中,所述稳定腔基于所述第一谐振腔设计,所述稳定腔的结构和参数通过如下方式确定:建立所述第一谐振腔abcd矩阵:
;
对应所述第一谐振腔的ABCD矩阵公式为:
;
;
;
;
;
;
;
其中, 为所述第一腔镜与所述第一激光晶体模块中心之间的距离, 为第一激光晶体模块的热透镜焦距, 为所述输出腔镜与所述第一激光晶体模块等效热透镜中心之间距离, 为所述第一腔镜的曲率半径,为所述输出腔镜的曲率半径,为 ;
所述稳定腔的稳定条件为0
所述稳定腔基于所述第二谐振腔设计,所述稳定腔的结构和参数通过如下方式确定:建立所述第二谐振腔的abcd矩阵:
;
对应所述第二谐振腔的ABCD矩阵公式为:
;
;
;
;
;
;
;
其中, 为所述第二腔镜与所述第二激光晶体模块中心之间的距离, 为第二激光晶体模块的热透镜焦距, 为所述输出腔镜与所述第二激光晶体模块等效热透镜中心之间距离, 为所述第二腔镜的曲率半径,为所述输出腔镜的曲率半径, 为 ;
所述稳定腔的稳定条件为0
2.如权利要求1所述的双频激光装置,其特征在于,在所述第一腔镜的上游光路上,沿光的输出方向依次设有第一半导体泵浦、第一平凸透镜、第二平凸透镜和第一45°全反镜;
所述第一半导体泵浦,用于向所述第一平凸透镜射出所述第一泵浦光;
所述第一平凸透镜和所述第二平凸透镜构成4F光学系统,用于对所述第一泵浦光整形,并将整形后的所述第一泵浦光射向所述第一45°全反镜;
所述第一45°全反镜,用于将所述第一泵浦光反射至所述第一腔镜。
3.如权利要求1所述的双频激光装置,其特征在于,所述第二腔镜的上游光路上,沿光的输出方向依次设有第二半导体泵浦、第三平凸透镜、第四平凸透镜和第二45°全反镜;
所述第二半导体泵浦,用于向所述第三平凸透镜射出所述第二泵浦光;
所述第三平凸透镜和所述第四平凸透镜构成4F光学系统,用于对所述第二泵浦光整形,并将整形后的所述第二泵浦光射向所述第二45°全反镜;
所述第二45°全反镜,用于将所述第二泵浦光反射至所述第二腔镜。
4.如权利要求1‑3中任一项所述的双频激光装置,其特征在于,所述第一激光晶体模块包括Nd:YVO4键合晶体;所述第二激光晶体模块包括Nd:GdVO4键合晶体。
5.如权利要求4所述的双频激光装置,其特征在于,所述第一激光晶体模块和第二激光晶体模块均包括金属热沉结构、半导体制冷器和热沉底座,所述半导体制冷器的上表面与所述金属热沉结构贴合,下表面与所述热沉底座贴合;
所述Nd:YVO4键合晶体和Nd:GdVO4键合晶体表面均采用铟箔包裹,并通过铟箔分别与所述金属热沉结构内壁紧密贴合,所述Nd:YVO4键合晶体和Nd:GdVO4键合晶体将工作产生的废热传递至所述金属热沉结构;
所述半导体制冷器,用于将金属热沉结构的废热由所述上表面传递至所述下表面;
所述热沉底座,用于转移所述下表面的废热。
6.如权利要求4所述的双频激光装置,其特征在于,所述偏振调谐模块包括沿光输出方向依次设置的半波片和第二偏振分光棱镜,以及沿所述第二偏振分光棱镜的反射方向依次设置的第三45°全反镜、第一带通滤波器和第一激光输出端口,沿所述第二偏振分光棱镜的透射方向依次设置的第二带通滤波器和第二激光输出端口,以及设置在所述第一带通滤波器下游光路上的第一激光吸收器,设置在所述第二带通滤波器下游光路上的第二激光吸收器;
所述半波片,用于将所述第三激光的偏振方向在0°~90°之间调整,并射向所述第二偏振分光棱镜;
所述第二偏振分光棱镜,用于将S偏振态的所述第三激光反射至所述第三45°全反镜,以及将所述P偏振态的所述第三激光透射至所述第二带通滤波器;
所述第三45°全反镜,用于将S偏振态的所述第三激光反射至所述第一带通滤波器;
所述第一带通滤波器,用于滤除S偏振态的所述第三激光中的第一噪声激光,形成第四激光,并将所述第一噪声激光射向所述第一激光吸收器,以及将所述第四激光射向所述第一激光输出端口;
所述第一激光吸收器,用于吸收所述第一噪声激光;
所述第一激光输出端口,用于将所述第四激光输出至指定位置;
所述第二带通滤波器,用于滤除P偏振态的所述第三激光中的第二噪声激光,形成第五激光,并将所述第二噪声激光射向所述第二激光吸收器,以及将所述第五激光射向所述第二激光输出端口;
所述第二激光吸收器,用于吸收所述第二噪声激光;
所述第二激光输出端口,用于将所述第五激光输出至指定位置。
7.如权利要求6所述的双频激光装置,其特征在于,所述第一带通滤波器和所述第二带通滤波器均包括沿光的输出方向依次设置,且粘合的窄带滤波片、有色玻璃片和截止带通滤波片。
8.一种双频激光系统,其特征在于,包括如权利要求1‑7中任一项所述的双频激光装置、电源模块、上位机和水冷机,所述上位机分别连接所述电源模块、所述双频激光装置和水冷机;
所述电源模块,用于为所述双频激光装置、上位机和水冷机供电;
所述水冷机,用于为所述双频激光装置制冷;
所述上位机,用于向所述双频激光装置、电源模块和水冷机下发指令。