[實用新型]一種雙晶體復合增益的內腔拉曼黃光激光器

有效

• 申請號: 201720128183.4
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN206595543U
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 盛泉;劉璐;丁欣;孫冰;劉簡;姜鵬波;董程;姚建銓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/108;H01S3/115;H01S3/0941;H01S3/109
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李林娟

技術領域

本實用新型涉及激光技術領域中的拉曼激光器領域，尤其涉及一種雙晶體復合增益的內腔拉曼黃光激光器。

背景技術

內腔倍頻拉曼激光器是獲得黃光輸出的重要技術途徑，即通過受激拉曼散射(SRS)將摻Nd激光工作介質高效的1.06μm激光轉換為1.18μm一階斯托克斯光，而后進行倍頻，產生波長588nm附近的黃光輸出。

早期的內腔倍頻拉曼激光器多采用摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)作為激光增益介質，由于其產生的激光是非偏振光，一階斯托克斯光同樣不具有偏振性，內腔倍頻過程需采用磷酸氧鈦鉀(KTP)等晶體實現II類相位匹配，存在走離等不利因素，限制了黃光輸出功率和轉換效率，同時也影響了光束質量。

有些激光增益介質，如摻釹釩酸釔(Nd:YVO₄)、摻釹釩酸釓(Nd:GdVO₄)和摻釹鎢酸鉀釓(Nd:KGW)等具有較強的拉曼增益，因此可以在一塊晶體中同時實現激光發射和SRS兩個過程，即自拉曼激光器。特別是釩酸鹽晶體，激光受激發射截面和拉曼增益系數都比較大，更為重要的是，其激光輸出具有線偏振特性，通過三硼酸鋰(LBO)等晶體I類相位匹配倍頻，產生黃光輸出的轉換效率高，且光束質量更好。但是，自拉曼激光器中，激光發射和SRS兩個過程產生的熱量積累在同一晶體中，熱效應更為嚴重，影響激光發射和SRS的轉換效率，嚴重時甚至造成晶體破裂。

為解決上述問題，提高內腔倍頻拉曼黃光激光器的輸出功率和轉換效率，本實用新型提出一種Nd:YAG/Nd:YVO₄復合增益的拉曼黃光激光器。

實用新型內容

本實用新型提供了一種雙晶體復合增益的內腔拉曼黃光激光器，本實用新型采用共軸的Nd:YAG和Nd:YVO₄晶體同時提供激光增益，提高泵浦功率上限，同時利用Nd:YVO₄激光的偏振特性保證經SRS產生的一階斯托克斯光為線偏振態，從而可用LBO晶體I類相位匹配倍頻產生黃光，提高倍頻效率，最終實現提高黃光輸出功率和轉換效率的有益效果，詳見下文描述：

一種雙晶體復合增益的內腔拉曼黃光激光器，包括：激光二極管泵浦源、傳能光纖、耦合透鏡組、全反鏡、Nd:YAG晶體、Nd:YVO₄晶體、倍頻晶體、黃光輸出鏡，

所述激光二極管泵浦源發出808nm泵浦光，分別被共軸放置的Nd:YAG晶體和Nd:YVO₄晶體各吸收一部分，兩塊晶體同時提供激光增益，1.06μm的基頻激光偏振態為π偏振，在所述全反鏡和所述黃光輸出鏡構成的諧振腔內振蕩；

基頻激光經過所述Nd:YVO₄晶體獲得拉曼增益，超過受激拉曼散射閾值后振蕩產生1.18μm斯托克斯光；1.18μm斯托克斯光經所述倍頻晶體倍頻，產生588nm黃光，經所述黃光輸出鏡輸出。

其中，所述耦合透鏡組雙面鍍泵浦光增透膜。所述全反鏡鍍泵浦光增透、基頻激光和斯托克斯光高反膜系。

其中，所述Nd:YAG晶體和所述Nd:YVO₄晶體均兩端鍍泵浦光、基頻激光、斯托克斯光增透膜。所述倍頻晶體兩端鍍基頻激光、斯托克斯光和倍頻黃光增透膜。所述黃光輸出鏡鍍基頻激光、斯托克斯光高反、倍頻黃光增透膜系。

所述拉曼黃光激光器還包括：Q開關，所述Q開關兩端鍍基頻激光和斯托克斯光增透膜。

所述拉曼黃光激光器還包括：諧波鏡，所述諧波鏡雙面鍍基頻激光和斯托克斯光增透膜，一面鍍倍頻黃光高反膜，用來收集反向傳輸的倍頻黃光。

本實用新型提供的技術方案的有益效果是：本實用新型利用Nd:YAG/Nd:YVO₄雙晶體同時提供激光增益，保證基頻激光的偏振性，從而可采用I類相位匹配方式倍頻，改善轉換效率和光束質量；另一方面，由于Nd:YAG晶體和Nd:YVO₄晶體分別吸收部分泵浦光，熱負載由二者共同承擔，可充分利用Nd:YAG晶體熱破裂閾值高的優點，施加更高的泵浦功率，從而提高黃光輸出功率。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種雙晶體復合增益的內腔拉曼黃光激光器的結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1：808nm激光二極管泵浦源；2：傳能光纖；

3：耦合透鏡組； 4：全反鏡；

5：Nd:YAG晶體； 6：Nd:YVO₄晶體；