[發明專利]一種基于拉曼轉換的多波長固體激光器

在審

• 申請號: 201410284078.0
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104022436A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 劉兆軍;張颯颯;劉楊;叢振華;門少杰;張行愚;王青圃
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/23
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種基于拉曼轉換的多波長固體激光器，屬于激光器的技術領域。

背景技術

隨著科技的發展、時代的進步，激光已經從一個遙不可及的高科技產品慢慢步入人們的生活當中。多波長激光器由于其特殊的性能，在全息干涉技術、精細激光光譜、非線性頻率變換技術、激光醫療等領域被越來越廣泛的應用。另一方面，隨著拉曼技術的成熟，人們開始越來越多的利用拉曼變頻技術，來獲得許多不能由激光介質直接躍遷得到的激光波長，大大擴展了激光的波長范圍。同時，一些研究者開始利用拉曼變頻技術來獲得多波長拉曼激光器。2008年，Mildren等人利用拉曼晶體中具有相近拉曼增益系數的兩個拉曼光模式，實現了多波長拉曼激光的輸出。2013年，Shayeganrad報道了1178.9-nm和1199.9-nmNd:YVO₄/YVO₄拉曼激光器。2012和2013年，沈洪斌等人相繼實現了1174/1175nm、1502/1527nm和1522/1524nm等雙波長拉曼激光器。2014年，Geskus等人報道了Nd:YLF/KGW雙波長拉曼激光器，輸出波長為976nm和996nm。以上報道中的多波長激光器輸出光都是斯托克斯光。最近幾年，又有人開始利用拉曼轉換來獲得另一類多波長激光器。例如，2009年，劉兆軍等人報道了輸出波長為1064.2nm和1091.5nm的雙波長激光器，其中1064.2nm為基頻光，輸出功率為1.17W，1091.5nm為斯托克斯光，輸出功率為1.38W。相對于純粹的多波長拉曼激光器，這種基于拉曼轉換的多波長激光器，輸出功率和光-光轉化轉化效率更高，實現起來更加容易。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于拉曼轉換的多波長固體激光器。

本發明利用拉曼轉化的原理，通過巧妙的腔型設計提供了一種輸出波長多、結構緊湊、操作簡單的基于拉曼轉換的多波長固體激光器，該激光器可用于和頻、差頻、倍頻等非線性波長轉換，產生不同的波長，以滿足在不同應用領域中對激光器輸出波長以及輸出波長個數的要求，同時又可廣泛應用于太赫茲產生、差分吸收雷達和激光醫療等領域。

本發明的技術方案如下：

一種基于拉曼轉換的多波長固體激光器，包括兩路激光泵浦產生光路，其中一路激光泵浦產生光路包括第一泵浦源、第一光學耦合系統、第一基頻輸入鏡和第一固體激光介質；其中另一路激光泵浦產生光路包括第二泵浦源、第二光學耦合系統、第二基頻輸入鏡和第二固體激光介質；所述兩路激光泵浦產生光路所產生的光源順次沿偏振片、拉曼晶體和輸出鏡射出；

所述第一固體激光介質和第二固體激光介質的工作波長不同，在第一固體激光介質和第二固體激光介質的兩個通光面上都鍍有對泵浦光、基頻光和拉曼光透過率大于99％的增透膜；

在所述拉曼晶體的兩個通光端面上都鍍以對基頻光和拉曼光光透過率大于99％的增透膜。

根據本發明優選的，所述的第一固體激光介質和第二固體激光介質為Nd:YVO₄晶體、Nd:YLF晶體或Nd:YAP晶體，其長度為0.5mm-50mm。

根據本發明優選的，所述的拉曼晶體為BaWO₄、SrWO₄、Ba(NO₃)₂或金剛石，其長度為0.5mm-100mm。

根據本發明優選的，所述的偏振片對水平偏振光高透，垂直偏振光高反。

根據本發明優選的，在所述第一基頻輸入鏡和第二基頻輸入鏡的光入射面鍍以對各自泵浦光的高透膜，在光出射面鍍以基頻光和拉曼光的高反膜，反射率大于99％；所述的第一基頻輸入鏡和第二基頻輸入鏡為平平鏡、平凹鏡或平凸鏡。

根據本發明優選的，所述第一泵浦源和第二泵浦源的功率范圍2W-100W。所述第一泵浦源和第二泵浦源是半導體激光器或閃光燈；泵浦方式是端面泵浦或側面泵浦。

根據本發明優選的，所述的輸出鏡鍍以對基頻光和拉曼光的部分透射膜，透過率為1％—99％；所述輸出鏡為平平鏡、平凹鏡或平凸鏡。

根據本發明優選的，在所述偏振片和拉曼晶體之間還設置有調Q元件。利用調Q元件可以得到調Q激光，激光的峰值功率會大大提高，同時更容易實現拉曼轉換，調Q元件可以為被動調Q元件，也可以為主動調Q元件。