[發(fā)明專利]一種可調(diào)諧拉曼激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611115362.0
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108173115A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭敬為;李仲慧;劉金波;蔡向龍
• 申請（專利權(quán)）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;H01S3/0947;H01S3/07;H01S3/108
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明可以獲得可調(diào)諧的拉曼激光，在該種設(shè)計中將染料激光器和拉曼激光器聯(lián)用，通過拉曼激光器的變頻，可以獲得寬范圍可調(diào)諧的激光。在本發(fā)明中采用了新型的拉曼變頻裝置，通過在拉曼池內(nèi)部安置反射鏡來增加泵浦激光與拉曼介質(zhì)的有效作用長度，長光程拉曼池的有效作用長度為單程池的三倍以上，長光程拉曼池在受激拉曼變頻中的使用可以有效的降低受激拉曼閾值，可以適應(yīng)多種激光器的變頻，而且其有利于高級拉曼光的輸出；本發(fā)明中泵浦激光光源采用可調(diào)諧的染料激光器，將染料激光調(diào)諧功能與長光程受激拉曼變頻功能相結(jié)合，最終可以獲得能夠在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的拉曼激光。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種可調(diào)諧激光光源，可以應(yīng)用在調(diào)諧激光領(lǐng)域；該發(fā)明采用了染料激光泵浦拉曼介質(zhì)獲得拉曼激光方法，本發(fā)明能夠?qū)⑷玖霞す馄鞯墓庾V范圍的整體平移，其拓展了染料激光的波長范圍，該裝置可以調(diào)諧的范圍覆蓋了整個紅外波長；本發(fā)明可以應(yīng)用在基礎(chǔ)科學研究，光譜測量，激光通信等等一些領(lǐng)域，該發(fā)明是一種大范圍可調(diào)諧激光器。

背景技術(shù)

染料激光器不足點的分析：

目前染料激光器輸出波長覆蓋了短波長到近紅外區(qū)，遍布整個可見波長區(qū)；在可調(diào)諧光激光器中染料激光器被廣泛使用，但是染料激光器也存在許多缺點，例如，不能覆蓋所有紅外波長，在其覆蓋的光譜范圍內(nèi)的有些波段效率低，部分染料成本高昂，不實用等等，根據(jù)常用染料激光的波長覆蓋情況分析如下：

355納米泵浦染料可以實現(xiàn)370～560納米波長調(diào)諧轉(zhuǎn)換效率最高約17％；532納米泵浦染料可以實現(xiàn)550～1000納米波長調(diào)諧最高轉(zhuǎn)換效率約30％而且在700～800納米之間低于20％，在800納米以后最大轉(zhuǎn)換效率低于10％；1064納米泵浦的光譜范圍是1080～1850納米，在1850納米之后沒有染料激光可以覆蓋。

染料激光器波長雖然可以連續(xù)調(diào)諧，但是其不足點也非常的明顯：其一，泵浦能量向目標波長能量的轉(zhuǎn)換效率低，其二，波長覆蓋范圍窄，大多集中在可見波長范圍內(nèi)；雖然近紅外波長也可以實現(xiàn)，但是在700～800納米之間低于20％，在800～1000納米最大轉(zhuǎn)換效率低于10％，1040～1080納米之間沒有染料可以覆蓋。

基于以上的問題，本發(fā)明將染料激光器和拉曼激光器聯(lián)用，可以獲得可調(diào)諧的拉曼激光。其優(yōu)勢在于，該發(fā)明可以拓展染料激光器波長覆蓋范圍，彌補染料激光器在1040～1080納米波長之間的光譜缺失。另外，可以將高效率低成本的染料和拉曼激光器聯(lián)用來代替低效率高成本染料的使用，不但提高某些波段的轉(zhuǎn)換效率而且節(jié)約了成本。

受激拉曼散射的簡介：

受激拉曼屬于非線性效應(yīng)，受激拉曼散射可以實現(xiàn)激光變頻，其優(yōu)點在于其裝置設(shè)計簡單，調(diào)節(jié)便捷；能實現(xiàn)受激拉曼的介質(zhì)多樣，目前常用的拉曼介質(zhì)有晶體(如：金剛石，SrWO₄)、液體(如：H₂O，CS₂，C₆H₆)、氣體(如：H₂，CH₄)；不同的拉曼介質(zhì)對泵浦激光波長移動的大小不相同，有些固體可以產(chǎn)生幾十個波數(shù)的移動，而氣體拉曼介質(zhì)通常能產(chǎn)生上千個波數(shù)的頻移。

長光程設(shè)計的簡介：

在本發(fā)明中設(shè)計了新型的拉曼變頻裝置，通過在拉曼池內(nèi)部安置反射鏡來增加泵浦激光與拉曼介質(zhì)的有效作用長度，將這種能延長激光光束與拉曼介質(zhì)相互作用長度的裝置稱為長光程拉曼池，長光程拉曼池的拉曼作用長度為單程池的三倍以上；長光程拉曼池優(yōu)點是：有效的降低受激拉曼閾值，適應(yīng)多種激光器的變頻，有利于高級拉曼光的輸出。本發(fā)明中泵浦激光光源采用可調(diào)諧的的染料激光器，通過其與長光程受激拉曼技術(shù)的結(jié)合最終可以獲得能夠在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的拉曼激光。本發(fā)明拓展了染料激光器的使用領(lǐng)域，豐富了激光器的光譜覆蓋范圍。

發(fā)明內(nèi)容