[發(fā)明專利]一種雙波長拉曼鎖模激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410198754.2
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN105098589A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈洪斌;李剛;毛少娟;王元鉑;張雛;張磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍械工程學(xué)院
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/08;H01S3/098
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙波長拉曼鎖模激光器，屬固態(tài)激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雙波長固體激光在雙波長激光探針、雙波長激光干涉儀、光譜分析、全息測量、醫(yī)療器械、差分激光雷達(dá)以及太赫茲波等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。特別地，雙波長間隔在1nm-20nm范圍內(nèi)的雙波長激光在太赫茲波產(chǎn)生以及差分吸收激光雷達(dá)等方面有著重要應(yīng)用。這種小間隔雙波長激光目前已經(jīng)有的方法是：一是由普通激光介質(zhì)的同一躍遷能級的分裂能級形成[Y.F.Chen.etal.，Opt.Lett.，Vol.30，pp.2107-2110，2005；L.6uo，etal.，Opt.Express,Vol.18，pp.9098-9106，2010]，如Nd:YAG中的1.319和1.338μm雙波長。人們通過耦合輸出鏡膜層對兩個(gè)波長透過率的優(yōu)化設(shè)計(jì)來平衡兩個(gè)波長激光的輸出或者通過在諧振腔內(nèi)插入標(biāo)準(zhǔn)具來進(jìn)行波長調(diào)諧。二是專門生長具有“無序性”特征的發(fā)射光譜較寬的激光介質(zhì)，這種激光介質(zhì)容易產(chǎn)生雙波長激光輸出[H.Cai，etal.，Opt.Commun.vol.281，pp.4401，2008]。如Nd:LGGG晶體[Appl.Phys.Bvol.99，pp.135，2010]、Nd:Y₃Sc_1.5Al_3.5O₁₂陶瓷[Opt.Commun.vol.281，pp.4401，2008]、Nd:LuYSiO₅晶體[Opt.Expressvol.19，pp.3984，2011]。一般調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，脈沖寬度只能達(dá)到納秒量級，要達(dá)到更窄的脈寬，需要進(jìn)行鎖模調(diào)制，鎖模諧振腔的設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格計(jì)算、配合多個(gè)腔鏡，腔長很長，調(diào)節(jié)復(fù)雜，體積較大。

受激拉曼散射效應(yīng)是一種快速的三階非線性效應(yīng)，能夠使得基頻激光實(shí)現(xiàn)拉曼頻移產(chǎn)生新波長的激光，同時(shí)又可以使得產(chǎn)生的拉曼光實(shí)現(xiàn)鎖模調(diào)制，是一種新型的鎖模機(jī)制[M.Weitz，etal.，Appl.Phys.Lett.，Vol.92，pp.091122，2008；H.B.Shen，etal.，Opt.Commun.Vol.311，pp.177-179，2013]。拉曼晶體是一種實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射的高效固體器件，相比較于激光介質(zhì)的基頻光，拉曼激光具有光束凈化作用[J.T.Murray，etal.，Opt.Mater.Vol.11，pp.353-371，1999]，產(chǎn)生的拉曼激光光束質(zhì)量更好[W.Chen，etal.，Opt.Lett.Vol.37，pp.1968-1970，2012]，脈寬更窄[H.B.Shen，etal.，Opt.Express，Vol.20，pp.17823-17832，2012]，并且可以在不加其他鎖模器件和專門進(jìn)行鎖模諧振腔設(shè)計(jì)的情況下，獲得皮秒級的拉曼鎖模脈沖。因此，拉曼鎖模激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、光束質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，人們已經(jīng)利用該方法實(shí)現(xiàn)了單波長的拉曼鎖模激光器，雙波長的拉曼鎖模激光器尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)體積小、光束質(zhì)量好、穩(wěn)定性好的雙波長固體鎖模激光器，本發(fā)明提出一種雙波長拉曼鎖模激光器。用“無序”激光介質(zhì)產(chǎn)生的雙波長基頻光泵浦單塊拉曼晶體，產(chǎn)生雙波長拉曼激光。由于寬譜線“無序”基頻激光介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)激光多模起振，再加之受激拉曼散射非線性過程的作用，可實(shí)現(xiàn)雙波長拉曼鎖模激光的穩(wěn)定輸出。

具體技術(shù)方案如下：