[發(fā)明專利]一種基于乙醇水溶液受激拉曼散射的雙波長激光器

有效

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• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109378700B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 王正平;吳志心;許心光;孫洵;顧慶天;徐明霞;張立松
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

本發(fā)明涉及一種基于乙醇水溶液受激拉曼散射的雙波長激光器，包括沿光路依次安放的泵浦源、光闌、第一窗片、拉曼盒、第二窗片、第一濾色片，第一窗片、拉曼盒、第二窗片依次密封連接，拉曼盒內(nèi)盛放有乙醇水溶液。泵浦源產(chǎn)生激光，經(jīng)過光闌、第一窗片，入射到盛放有乙醇水溶液的拉曼盒中，乙醇和水同時分別產(chǎn)生受激拉曼激光，構(gòu)成具有頻率差的雙波長受激拉曼激光，第一濾色片濾掉泵浦光，透射所需要的雙波長激光。本發(fā)明泵浦源與工作介質(zhì)的選擇范圍寬、波長選用靈活。抗光傷閾值高。激光口徑、介質(zhì)長度靈活。成本低廉。便于生產(chǎn)，調(diào)試簡單。應用廣泛，可用于精細激光光譜、差分吸收激光雷達、激光通信、環(huán)境檢測、光纖通信、非線性光學頻率變換等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于乙醇水溶液受激拉曼散射的雙波長激光器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雙波長激光作為一種重要的激光技術(shù)，其可廣泛應用于精細激光光譜、差分吸收激光雷達、激光通信、環(huán)境檢測、激光醫(yī)療、光纖通信、非線性光學頻率變換等。雙波長激光是近年來激光領(lǐng)域的研究熱點，人們正在競相開發(fā)新波長、新產(chǎn)生機制的雙波長激光器。

目前，雙波長激光主要以固體晶體作為激光工作物質(zhì)。產(chǎn)生方法主要有：(1)基于激光晶體發(fā)射譜的兩個發(fā)射峰實現(xiàn)雙波長激光輸出的雙發(fā)射譜線法，這種方法產(chǎn)生雙波長的同時由于模式競爭雙波長激光的輸出功率很不穩(wěn)定。例如，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)如中國專利文獻CN102468599A公開的波長相近的正交偏振雙波長激光器，該專利利用各向異性激光晶體不同能級及其子能級之間的躍遷發(fā)射的不同偏振譜線所具有的正交偏振特性，通過合理的腔型設計和偏振控制開發(fā)出一種正交偏振雙波長激光器。該類裝置涉及復雜的激光腔結(jié)構(gòu)，并且不能避免模式競爭。(2)光學變頻法，如倍頻、和頻、差頻、受激拉曼散射法等，對現(xiàn)有成熟的Nd:YAG和Nd:Glass激光進行頻率變換，實現(xiàn)雙波長或多波長激光輸出。這種方法產(chǎn)生的雙波長激光波長間隔較大，限制了其應用范圍，并且受限于光學頻率轉(zhuǎn)換晶體的損傷閾值，難以獲得大能量的激光脈沖。例如，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)如中國專利文獻CN101777724A公開的端面泵浦雙波長同軸切換輸出調(diào)Q基頻、倍頻激光器，該專利提供一種端面泵浦雙波長同軸切換輸出調(diào)Q基頻、倍頻激光器，同時獲得了基頻光和倍頻光的輸出，但激光波長間隔較大。

受激拉曼散射屬于三階非線性光學效應，是一種重要的頻率轉(zhuǎn)換方法。近年來，液體的受激拉曼散射得到了科研人員的重視。液體拉曼介質(zhì)與氣體拉曼介質(zhì)相比，有更大的拉曼增益，不需要高壓環(huán)境，易于封裝，工作壽命長。液體拉曼介質(zhì)與固體拉曼介質(zhì)相比，拉曼振動基團的密度相當，頻移更大，損傷閾值更高，可實現(xiàn)大能量激光脈沖的輸出；并且液體的制備成本較低，制備周期短，均勻性好，避免了晶體材料漫長的生長過程和顯著的的質(zhì)量差異。

結(jié)構(gòu)簡單、成本低、大能量、雙波長分量的能量比可調(diào)、輸出穩(wěn)定性強的雙波長激光有著重要的應用價值與科研價值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種基于乙醇水溶液受激拉曼散射的雙波長激光器。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于乙醇水溶液受激拉曼散射的雙波長激光器，包括沿光路依次安放的泵浦源、光闌、第一窗片、拉曼盒、第二窗片、第一濾色片，所述第一窗片、拉曼盒、第二窗片依次密封連接，所述拉曼盒內(nèi)盛放有乙醇水溶液；

所述泵浦源產(chǎn)生激光，經(jīng)過光闌、第一窗片，入射到盛放有乙醇水溶液的拉曼盒中；乙醇最強的拉曼頻移在2932cm^-1，對應C-H₃鍵的振動。水最強的拉曼頻移在3407cm^-1，對應O-H鍵的振動。當泵浦光的功率密度達到閾值時，與乙醇和水相互作用，分別產(chǎn)生2932cm^-1和3407cm^-1的頻移，輸出631nm和650nm兩種波長的受激拉曼散射激光，構(gòu)成具有一定頻率差的雙波長激光，第一濾色片濾掉泵浦光，并透射所需要的雙波長激光。