[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)晶體的拉曼激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210488424.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102946048A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張懷金;王繼揚(yáng);申傳英;趙顯;王正平;趙永光;于浩海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/30
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/30;H01S3/16;C30B15/00;C30B29/22;C30B29/32;C30B29/34
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)晶體的拉曼激光器，尤其涉及以硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)晶體作為拉曼增益晶體的拉曼激光器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

利用拉曼晶體的受激拉曼散射（SRS）效應(yīng)能夠獲得固體激光器不能直接發(fā)射的波長(zhǎng)的激光，利用現(xiàn)有的拉曼晶體可以獲得從紫外波段到近紅外波段的激光輸出，包括新型的黃光、橙光激光以及1.5μm人眼安全激光，在天文、軍事、醫(yī)療、電子顯示、遙感、海洋探測(cè)、化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，因此探究新型拉曼晶體已經(jīng)成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

拉曼激光器的性能，決定于拉曼晶體的特性。目前進(jìn)入實(shí)用性階段的拉曼晶體有Ba(NO₃)₂、KGd(WO₄)₂和KY(WO₄)₂。其中，Ba(NO₃)₂晶體有大的穩(wěn)態(tài)拉曼增益，是穩(wěn)態(tài)拉曼激光器中很好的拉曼活性介質(zhì)，但是不適合瞬態(tài)拉曼激光器使用且易潮解，機(jī)械加工性能差。KGd(WO₄)₂和KY(WO₄)₂晶體有較大的瞬態(tài)拉曼增益，但是它們從熔點(diǎn)到室溫間存在相變，只能用助溶劑法生長(zhǎng)，所以獲得適合拉曼激光器使用的尺寸較大的晶體比較困難。這些都限制了基于上述晶體的拉曼激光器，要么維護(hù)困難，要么價(jià)格昂貴，不易廣泛應(yīng)用，難以產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有拉曼激光器存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)拉曼晶體的激光器及其工作方法。

本發(fā)明還提供硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)拉曼晶體的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

一種受激拉曼激光器，包括泵浦源、激光諧振腔和拉曼晶體，采用硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)的拉曼晶體對(duì)激光波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生具有固定頻移的激光輸出；所述硅鈦鋇石結(jié)構(gòu)的拉曼晶體通式為：

A₂RM₂O₈，其中A=Ca,Sr或Ba；R=Ti或V；M=Si或Ge。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述拉曼晶體位于激光諧振腔外形成外腔式拉曼頻移激光器；或拉曼晶體位于激光諧振腔內(nèi)形成內(nèi)腔式拉曼頻移激光器，激光諧振腔由輸入鏡和輸出鏡構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明，所述外腔式拉曼頻移激光器為腔外單次通過(guò)式拉曼激光器、腔外雙次通過(guò)式拉曼激光器、腔外多次通過(guò)式拉曼激光器。

腔外單次通過(guò)式拉曼激光器依次由脈沖激光器和拉曼晶體構(gòu)成。

腔外雙次通過(guò)拉曼激光器依次由脈沖激光器，輸入鏡，拉曼晶體和凹面輸出鏡構(gòu)成。

腔外雙次通過(guò)拉曼激光器依次由脈沖激光器，輸入鏡，拉曼晶體和輸出鏡構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明，所述內(nèi)腔式拉曼頻移激光器為腔內(nèi)式連續(xù)拉曼激光器、腔內(nèi)式連續(xù)拉曼倍頻激光器、腔內(nèi)式脈沖拉曼激光器、腔內(nèi)式連續(xù)受激拉曼倍頻激光器。

腔內(nèi)式連續(xù)拉曼激光器依次由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)、輸入鏡、固體激光介質(zhì)、拉曼晶體和平面輸出鏡構(gòu)成。

腔內(nèi)式連續(xù)拉曼倍頻激光器依次由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)、輸入鏡、固體激光介質(zhì)、拉曼晶體、倍頻晶體和輸出鏡構(gòu)成。

腔內(nèi)式脈沖拉曼激光器依次由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)、輸入鏡、固體激光介質(zhì)、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)、拉曼晶體和輸出鏡構(gòu)成。

腔內(nèi)式連續(xù)拉曼倍頻激光器依次由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)、輸入鏡、固體激光介質(zhì)、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)，拉曼晶體和輸出鏡構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選拉曼晶體為Ba₂TiSi₂O₈或Ba₂TiGe₂O₈。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選拉曼晶體通光面為圓形或長(zhǎng)方形，拉曼晶體長(zhǎng)度為0.5-50mm，優(yōu)選10-35mm。

所述拉曼晶體通光面拋光、鍍膜或不鍍膜，按本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)加工即可。

所述泵浦源優(yōu)選半導(dǎo)體激光二極管。

所述固體激光介質(zhì)優(yōu)選Nd:YAG晶體。

所述倍頻晶體為本領(lǐng)域常用晶體，例如KTP晶體、LBO晶體或BBO晶體。

本發(fā)明的受激拉曼激光器的工作方法，如下列之一：

A、拉曼晶體在激光諧振腔外的外腔式拉曼頻移激光器，用納秒，皮秒或飛秒脈沖激光器作為泵浦源，采用單通、雙通或者多通的方式對(duì)A₂RM₂O₈拉曼晶體進(jìn)行激發(fā)，得到脈沖式受激拉曼激光輸出。如圖1-3所示。