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單頻固體拉曼激光器的制造方法

文檔序號(hào):7039638閱讀:212來源:國(guó)知局
單頻固體拉曼激光器的制造方法
【專利摘要】一種單頻固體拉曼激光器,由泵浦激光器、泵浦耦合透鏡組、第一腔鏡、激光增益晶體、FP標(biāo)準(zhǔn)具、第二腔鏡、拉曼增益晶體和第三腔鏡組成。由于受激拉曼效應(yīng)對(duì)激光波長(zhǎng)無限制,因此在同樣的結(jié)構(gòu)下,可選取不同的激光增益晶體和拉曼增益晶體,從而實(shí)現(xiàn)寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)的單頻拉曼激光輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,可實(shí)現(xiàn)常規(guī)單頻固體激光器不能實(shí)現(xiàn)的激光波長(zhǎng)。
【專利說明】單頻固體拉曼激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及單頻固體激光器,特別是一種單頻固體拉曼激光器。
技術(shù)背景
[0002]單頻固體激光器在信息、遙感、國(guó)防等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用,但受限于激光增益晶體的限制,激光輸出波長(zhǎng)范圍有限[如T.J.Kane, R.L.Byer, Opt.Lett, 10,65?67,(1985)]。拉曼激光器由于其緊湊、高效、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)拓展的一個(gè)重要技術(shù)方式。目前的常規(guī)拉曼激光器研究較多[如L.Fan,Y.X.Fan,Y.H.Duan,etal.,App1.Phys.B94, 553 (2009)],并已實(shí)現(xiàn)較高的拉曼激光功率輸出,但輸出的拉曼激光光譜一般較寬,不滿足在信息、遙感等領(lǐng)域?qū)す饩€寬的某些特殊應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種單頻固體拉曼激光器,該激光器具有全固態(tài)激光器結(jié)構(gòu),輸出激光波長(zhǎng)范圍寬,結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種單頻固體拉曼激光器,包括泵浦激光器,沿所述的泵浦激光器輸出光束的傳播方向依次是泵浦耦合透鏡組、第一腔鏡、激光增益晶體、FP標(biāo)準(zhǔn)具、第二腔鏡、拉曼增益晶體和第三腔鏡,所述的第一腔鏡和第三腔鏡構(gòu)成基頻光諧振腔,所述的第二腔鏡與第三腔鏡構(gòu)成拉曼光諧振腔,所述的第一腔鏡鍍有對(duì)泵浦光高透而對(duì)基頻光高反的介質(zhì)膜,所述的第二腔鏡鍍有對(duì)基頻光高透而對(duì)拉曼光高反的介質(zhì)膜,所述的第三腔鏡鍍有對(duì)基頻光高反而對(duì)拉曼光透過率小于等于20%的介質(zhì)膜,所述的泵浦激光器發(fā)出的激光通過泵浦耦合透鏡組后的光斑為《0,所述的第一腔鏡、第二腔鏡和第三腔鏡的曲率半徑對(duì)應(yīng)的基頻光斑為wl,《O?wl,即泵浦光與激光模式匹配。所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具的相鄰?fù)干浞鍖?duì)應(yīng)激光增益晶體增益譜中心處的增益差> 10%,所述的基頻光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)FP標(biāo)準(zhǔn)具透過峰處的透過率差> 10%,所述的拉曼光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)拉曼增益晶體增益譜中心處的增益差> 10%。
[0006]所述的第二腔鏡和第三腔鏡由在所述的拉曼增益晶體的兩端面鍍介質(zhì)膜來替換。
[0007]所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具是一片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具或兩片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具組合。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0009]拉曼激光器由于其緊湊高效、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)范圍拓展的重要技術(shù)手段。本發(fā)明將單頻激光技術(shù)與拉曼激光技術(shù)相結(jié)合,采用單頻固體拉曼激光器結(jié)構(gòu)來獲得新波長(zhǎng)的單頻激光輸出。通過采用短的基頻光諧振腔腔長(zhǎng),并在諧振腔內(nèi)插入FP標(biāo)準(zhǔn)具,使得基頻光為單頻激光。同時(shí)采用短的拉曼光諧振腔腔長(zhǎng),并選擇窄帶增益譜的拉曼晶體,實(shí)現(xiàn)拉曼光的單頻輸出。該激光器結(jié)構(gòu)采用不同激光增益晶體和拉曼增益晶體的組合,從而大大豐富了傳統(tǒng)單頻固體激光器的波長(zhǎng)覆蓋范圍,且整體結(jié)構(gòu)緊湊可靠,可獲得廣泛的應(yīng)用?!緦@綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明單頻固體拉曼激光器結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011]圖中:I一泵浦激光器,2—泵浦耦合透鏡組,3—第一腔鏡,4一激光增益晶體,5-FP標(biāo)準(zhǔn)具,6—第二腔鏡,7一拉曼增益晶體,8一第二腔鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0012]請(qǐng)參閱圖1,圖1為本發(fā)明單頻固體拉曼激光器結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見,本發(fā)明單頻固體拉曼激光器,包括泵浦激光器1,沿所述的泵浦激光器I輸出光束的傳播方向依次是泵浦耦合透鏡組2、第一腔鏡3、激光增益晶體4、FP標(biāo)準(zhǔn)具5、第二腔鏡6、拉曼增益晶體7和第三腔鏡8。所述的第一腔鏡3和第三腔鏡8構(gòu)成基頻光諧振腔,所述的第二腔鏡6與第三腔鏡8構(gòu)成拉曼光諧振腔,所述的第一腔鏡3鍍有對(duì)泵浦光高透而對(duì)基頻光高反的介質(zhì)膜,所述的第二腔鏡6鍍有對(duì)基頻光高透而對(duì)拉曼光高反的介質(zhì)膜,所述的第三腔鏡8鍍有對(duì)基頻光高反而對(duì)拉曼光透過率小于等于20%的介質(zhì)膜。所述的泵浦激光器I發(fā)出的激光通過泵浦耦合透鏡組2后的光斑為《0,所述的第一腔鏡3、第二腔鏡6和第三腔鏡8的曲率半徑對(duì)應(yīng)的基頻光斑為wl,《O?wl,即泵浦光與激光模式匹配。所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具5的相鄰?fù)干浞鍖?duì)應(yīng)激光增益晶體4增益譜中心處的增益差> 10%,所述的基頻光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)FP標(biāo)準(zhǔn)具5透過峰處的透過率差> 10%,所述的拉曼光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)拉曼增益晶體7增益譜中心處的增益差> 10%。
[0013]所述的第二腔鏡6和第三腔鏡8由在所述的拉曼增益晶體7的兩端面鍍介質(zhì)膜來替換。
[0014]所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具5是一片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具或兩片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具組合。
[0015]下面舉一個(gè)具體實(shí)施例介紹如下:
[0016]激光增益晶體4選取Nd = YAG晶體,拉曼增益晶體7選取Ba(N03) 2晶體,F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具5選取石英玻璃標(biāo)準(zhǔn)具,標(biāo)準(zhǔn)具端面鍍1064nm部分反射膜,反射率35%,泵浦激光器I選取光纖耦合的808nm半導(dǎo)體激光器。Nd = YAG晶體摻雜為0.8%,長(zhǎng)度為5mm,Ba(N03) 2晶體長(zhǎng)度為20mm,Ba (N03) 2晶體兩端面鍍膜替換第二腔鏡6和第三腔鏡8,使拉曼激光諧振腔長(zhǎng)為20mm,基頻光諧振腔長(zhǎng)為30mm。調(diào)節(jié)FP標(biāo)準(zhǔn)具5角度實(shí)現(xiàn)1064nm單頻激光振蕩,該激光泵浦Ba (N03) 2晶體,由于拉曼光諧振腔縱模間隔約為5GHz,而Ba (N03) 2晶體的增益譜寬約為12GHz,拉曼頻移為1047cm-l,從而輸出1197nm波長(zhǎng)的單頻拉曼激光。
【權(quán)利要求】
1.一種單頻固體拉曼激光器,包括泵浦激光器(1),其特征在于沿所述的泵浦激光器(I)輸出光束的傳播方向依次是泵浦耦合透鏡組(2 )、第一腔鏡(3 )、激光增益晶體(4 )、FP標(biāo)準(zhǔn)具(5)、第二腔鏡(6)、拉曼增益晶體(7)和第三腔鏡(8),所述的第一腔鏡(3)和第三腔鏡(8)構(gòu)成基頻光諧振腔,所述的第二腔鏡(6)與第三腔鏡(8)構(gòu)成拉曼光諧振腔,所述的第一腔鏡(3)鍍有對(duì)泵浦光高透而對(duì)基頻光高反的介質(zhì)膜,所述的第二腔鏡(6)鍍有對(duì)基頻光高透而對(duì)拉曼光高反的介質(zhì)膜,所述的第三腔鏡(8)鍍有對(duì)基頻光高反而對(duì)拉曼光透過率小于等于20%的介質(zhì)膜,所述的泵浦激光器(I)發(fā)出的激光通過泵浦耦合透鏡組(2)后的光斑為w0,所述的第一腔鏡(3)、第二腔鏡(6)和第三腔鏡(8)的曲率半徑對(duì)應(yīng)的基頻光斑為wl,wO ^ wl,即泵浦光與激光模式匹配,所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具(5)的相鄰?fù)干浞鍖?duì)應(yīng)激光增益晶體(4)增益譜中心處的增益差> 10%,所述的基頻光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)FP標(biāo)準(zhǔn)具(5)透過峰處的透過率差> 10%,所述的拉曼光諧振腔的相鄰縱模對(duì)應(yīng)拉曼增益晶體(7)增益譜中心處的增益差≤10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頻固體拉曼激光器,其特征在于所述的第二腔鏡(6)和第三腔鏡(8)由在所述的拉曼增益晶體(7)的兩端面鍍介質(zhì)膜來替換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單頻固體拉曼激光器,其特征在于所述的FP標(biāo)準(zhǔn)具(5)是一片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)具或兩片F(xiàn)P標(biāo)準(zhǔn)`具組合。
【文檔編號(hào)】H01S3/067GK103779766SQ201410002628
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】朱韌, 楊燕, 孟俊清, 侯霞, 陳衛(wèi)標(biāo) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
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