[發明專利]一種輸出可變遮攔比環形光束的拉曼激光器

在審

• 申請號: 201410363668.2
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105305222A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 蓋寶棟;周冬建;郭敬為;劉金波;桑鳳亭;金玉奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/081
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明屬于激光技術領域，更具體地是涉及一種拉曼激光器。

背景技術

激光晶體，例如Nd：YAG、Nd：YVO₄等，以及氣態工作物質例如CO₂、N₂、Ar、He-Ne等體系可以用來產生激光束。通常激光器給出一個或者幾個固定的波長，當需要其他波長時，就需要用到頻移技術。拉曼激光器是一種包含了頻移技術的激光器，最常見的是固體拉曼激光器，例如將激光晶體和拉曼頻移晶體一同放置在激光諧振腔內組成腔內拉曼激光器，激光晶體和拉曼頻移晶體也可以是同一塊晶體。氣體拉曼活性介質也可以用來制作拉曼激光器，相比固體它可以有更高的損傷閾值，但出光閾值也更高，因此更適合高能激光的受激拉曼變頻。

通常的激光器產生的光束為高斯激光束，具有中心明亮邊緣漸暗的光斑強度分布。這樣的光強分布經常來自于穩定諧振腔。但是這樣的結構，通常會有高階橫模的產生，影響到激光器的光束質量，從而影響到后續的應用。這時候需要采取手段來抑制高階橫模。而對于非穩定激光諧振腔，高階橫模通常難以存在。另外，在一些領域中，需要環形激光束而不是高斯激光束來發揮作用。

發明內容

針對上述的技術難題，本發明目標是提供一種輸出可變遮攔比環形光束的拉曼激光器，用來解決氣體，拉曼激光器出光閾值高的問題，同時提供高光束質量的環形激光束輸出。

本發明由凹面反射鏡一、激光晶體、二向色鏡、拉曼池、凹面反射鏡二和凹面反射鏡三組成，凹面反射鏡一和凹面反射鏡二相對設置，構成一負支共焦非穩腔；共焦非穩腔中從凹面反射鏡一至凹面反射鏡二的光軸上依次放置有激光晶體、二向色鏡和拉曼池。

凹面反射鏡三設置于負支共焦非穩腔外側，二向色鏡與負支共焦非穩腔的光軸呈45度角擺放；凹面反射鏡三與凹面反射鏡二在二向色鏡中的鏡像組成另一共焦非穩腔。

進一步的，激光晶體接受側向燈泵以在凹面反射鏡一和凹面反射鏡二之間產生激光振蕩。

進一步的，拉曼池放置在凹面反射鏡二光軸前方實焦點上，顯然此處激光強度最強。

進一步的，二向色鏡的光軸投影直徑與凹面反射鏡二相同，并且其對激光晶體產生的激光透明，而對拉曼池內拉曼介質產生的拉曼激光全反射。

進一步的，凹面反射鏡三的焦距長于凹面反射鏡一，其焦點顯然也與凹面反射鏡二的重合，而具體的焦距和鏡面大小可以自由選擇。

進一步的，產生的拉曼激光通過二向色鏡邊緣環形束輸出，也可以加設45度刮刀鏡來輸出。

這些元件構成了2個部分共用的、放大率不同的負支共焦非穩腔，泵浦激光在腔內振蕩產生，并被聚焦在拉曼介質池中以達到拉曼激光發射閾值；拉曼激光通過負支共焦非穩腔輸出環形光束，其外徑內徑比(遮攔比)可以通過凹面鏡三與凹面鏡二的曲率半徑之比調節。本發明提供的激光器輸出環形激光束，效率與腔內拉曼激光器類似，并且遮攔比可以調節，非常有利于通過發射望遠鏡進行遠程傳輸。

本發明提供的輸出可變遮攔比環形光束的拉曼激光器可以在相對較低的注入泵浦光條件下產生拉曼激光；腔內波長分束器使用了二向色鏡，現在的介質膜二向色鏡通常具有較大的損傷閾值，在100MW/cm²數量級。并且拉曼激光在共焦非穩腔中振蕩并輸出，其光束質量好，并且輸出的環形激光束的外內徑比(遮攔比)和輸出激光束方向也可以調節。如果要增加腔內激光功率，輸出脈沖激光，可以在泵浦光路中使用調Q開關，這里沒有畫出。

附圖說明

圖1：一種輸出可變遮攔比環形光束的拉曼激光器：

圖中1.凹面反射鏡一2.激光晶體3.二向色鏡4.拉曼池5.凹面反射鏡二6.凹面反射鏡三7.45度刮刀鏡。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例做進一步的詳細描述。

如圖1所示，一種輸出可變遮攔比環形光束的拉曼激光器，包括凹面反射鏡一1、激光晶體2、二向色鏡3、拉曼池4、凹面反射鏡二5和凹面反射鏡三6，其特征是：凹面反射鏡一1和凹面反射鏡二5相對設置，構成一負支共焦非穩腔；共焦非穩腔中從凹面反射鏡一1至凹面反射鏡二5的光軸上依次放置有激光晶體2、二向色鏡3和拉曼池4；

凹面反射鏡三6設置于負支共焦非穩腔外側，二向色鏡3與負支共焦非穩腔的光軸呈45度角擺放；凹面反射鏡三6與凹面反射鏡二5在二向色鏡3中的鏡像組成另一共焦非穩腔。