定义
一种基于非平面环形谐振器的单片单频激光器。
非平面环形振荡器是一种具有特殊单片设计的激光振荡器，非常稳定、紧凑和坚固。 NPRO激光器的谐振器（图1）由单个激光晶体（通常由Nd：YAG制成）组成，激光在其中循环。 在其中一个内表面（正面，可以具有略微凸起的形状）上，有一个部分反射的介电镜涂层，该涂层对泵浦光具有高度透射性（图1中的蓝色光束），并用作谐振器的输出耦合镜。 在所有其他内表面上，发生全内反射。
图1：设置非平面环形振荡器激光器（NPRO 或 MISER）。 晶体的正面具有介电涂层，用作输出耦合器和部分极化元件，便于单向振荡。 蓝色箭头表示泵浦光束，通常由半导体激光管产生。
这种激光器最初被称为MISERs=单片隔离单模端泵浦环，但后来术语NPRO=非平面环振荡器变得更加普遍。
大多数NPRO由Nd：YAG制成。 但是，可以使用其他材料，例如Yb：YAG。 在这种情况下，可以使用复合激光晶体来消除未泵浦区域的重吸收损失，该晶体由Yb：YAG和相互粘合的未掺杂的YAG碎片组成。
NPRO 通常用高亮度半导体激光管泵浦。 这样，它可以达到数百毫瓦甚至几瓦的输出功率。 NPRO通常用作高功率单频MOPA器件的主激光器。
非平面谐振器的重要性
一个重要的细节是NPRO的环形谐振器是非平面的，即光束路径不在单个平面上。 这会导致每次往返时偏振方向略有旋转。 如果将小磁铁连接到激光晶体上，其磁场可以通过法拉第效应引起额外的偏振旋转。 对于两个振荡方向之一，两个偏振旋转部分抵消，导致当光束撞击晶体的输出耦合器面时，光损耗较低（因为镀膜具有轻微的偏振依赖反射率）。 另一个振荡方向导致更高的损耗，因此被牢固地抑制。 通过这种方式，人们很容易获得单向操作，从而避免任何驻波模式（除了非常靠近反射点），这会导致空间空洞燃烧。 因此，使用非平面环形振荡器可以轻松获得稳定的单频操作。
光谱特性和激光噪声
鉴于往返长度很短（通常在几厘米到10厘米之间），NPRO腔具有相对较大的自由频谱范围，允许在几千兆赫兹上进行连续（无模式希望）频率调谐。 调谐可以通过压在晶体上的压电换能器、使用帕尔贴元件改变晶体温度或调节泵浦功率来实现。 也有包含用于调谐的电光晶体的非平面环形激光器。
由于稳定的机械设置、激光谐振器的低光损耗和作为泵浦源的半导体激光管的低噪声，NPRO 的激光噪声可以非常小。 典型的线宽在几千赫兹的范围内。
参考文献
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