[發明專利]全固態連續波可調諧黃橙色相干光源

無效

• 申請號: 200810052816.3
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101261419A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 丁欣;王睿;張衡;姚建銓;溫午麒;王鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G02F2/02
• 分類號: G02F2/02;G02F1/35;G02F1/355
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明屬于非線性頻率變換技術領域，涉及激光光源，尤其涉及一種全固態可調諧連續波可調諧黃橙光波段相干光源。

背景技術

黃橙色光源的光譜范圍為580nm～620nm波段，該波段在光譜研究、生命科學、醫藥科學、材料科學、分子動力學、天文學等方面具有重要應用。黃橙色波段是血色素吸收電磁波最大的波段，可用于止血及治療血管病變，在皮膚疾病和眼科疾病治療方面有很大的應用。該波段激光對大霧、煙塵等具有較強的穿透力，適合于各種野外作業，特別是在有大霧的情況下的大地測量和各種準直場合有特殊的用途。很多應用廣泛的熒光染料的吸收峰以及鈉離子的發光“D”線-594nm都處于該波段內，使得該波段激光在生物化學及顯示等多方面也有很廣泛的應用。另外，地球的高空電離層對黃橙光具有很強的反射作用，可利用黃橙光作為信標光，測量激光大氣傳輸中的畸變影響，對激光進行修正，使得黃橙光激光雷達成為研究中高層大氣的一種極具潛力的重要手段。因此，580nm～620nm波段黃橙光研究成為當前激光領域的研究熱點，具有重要的實用價值。

激光二極管LD泵浦的全固態激光器具有體積小、壽命長、結構緊湊、效率高、光束質量好和性能穩定等優點，有著廣泛的應用前景。目前，LD泵浦的腔內混頻激光器主要應用是腔內倍頻激光器，已經有很多學者對LD泵浦腔內倍頻紅、綠和藍激光器進行研究，并且它在很多領域也得到了廣泛的應用。然而，由于在580nm～620nm的激光束沒有相應基頻光，無法通過上述倍頻技術獲得。近年來，和頻技術被認為是獲得580nm～620nm光譜范圍內相干光的理想光源，而光學參量振蕩器OPO是提供該波段和頻所需光源的理想裝置，同時OPO還具有全固態、高效率和可調諧等優點，而且從時間域上OPO可以連續、準連續、脈沖輸出。

OPO的性能參數幾乎完全依賴于泵浦激光器的光譜特性和光束質量，以及非線性晶體的特性。近些年來，隨著準相位匹配技術QPM的成熟，利用周期極化晶體的非線性光學頻率變換技術引起了人們的廣泛關注。準相位匹配技術最大優點是非線性轉換效率高，并且可以使那些在通常條件下無法實現相位匹配的晶體和通光波段得以實現頻率變換，拓寬了應用范圍，增加了調諧方式，使困擾人們已久的高效、寬波段激光的輸出成為可能。目前，常見的用于準相位匹配的周期極化晶體有周期極化鈮酸鋰PPLN、周期極化磷酸鈦氧鉀PPKTP和周期極化鉭酸鋰PPLT，其中PPLN的有效非線性系數較大，達16pm/V，且極化技術成熟，成為應用最為廣泛的周期極化晶體，PPLN-OPO是實現非線性光學頻率變換的重要手段和有效途徑，也是可調諧光源方面的另一個研究熱點。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種全固態連續波可調諧黃橙色相干光源，滿足在醫療、野外測量、激光雷達等諸多領域的需要。

本發明采用的技術方案是，包括：利用LD半導體激光器端面連續泵浦產生連續激光的摻釹釩酸釔Nd:YVO₄晶體，利用Nd:YVO₄晶體產生的激光對其進行泵浦的參量振蕩晶體周期極化鈮酸鋰PPLN和OPO全反分束鏡BS，對泵浦光和信號光進行和頻獲得黃橙色相干光的偏硼酸鋇BBO晶體，前述器件全部是全固態器件。

所述半導體激光器為激光二極管，其端面發出的激光通過兩個匯聚透鏡采用緊貼、自聚焦和光纖耦合方式投射到Nd:YVO₄激光晶體，Nd:YVO₄晶體產生的激光依次經聚焦透鏡、OPO全反分束鏡BS、參量振蕩晶體PPLN、和頻晶體BBO投射到泵浦光與信號光的共振端鏡進行振蕩，共振端鏡為平凹鏡，共振端鏡凹面朝向和頻晶體BBO，OPO全反分束鏡BS還投射到信號光的支路端鏡，支路端鏡為平凹鏡，支路端鏡凹面朝向OPO全反分束鏡BS，Nd:YVO₄晶體左端面鍍的1064納米高反膜和共振端鏡組成平-凹型泵浦光諧振腔，OPO全反分束鏡BS和共振端鏡、支路端鏡組成信號光雙凹型折疊諧振腔，其中OPO全反分束鏡BS與主光路成37°放置，PPLN晶體放置于泵浦光的焦點位置，BBO和頻晶體緊貼PPLN放置。

激光晶體Nd:YVO₄摻雜濃度0.4at％，at表示原子份數，朝向半導體激光器一端鍍808納米高透膜，1064nm高反膜，另一端鍍808&1064納米高透膜。