[發明專利]一種紅光激光器、激光頻率變換裝置以及生成紅光激光的方法

在審

• 申請號: 202011149419.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN114498280A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李慧;郭敬為;劉金波;蔡向龍;沈陳誠
• 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;H01S3/109
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種紅光激光器、激光頻率變換裝置以及生成紅光激光的方法。激光器包括：泵浦激光器，其用以生成泵浦激光光束；振蕩級拉曼池，其用以將所述泵浦激光光束并轉換為具有拉曼種子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；激光反射鏡組，將1248nm波長激光反射至拉曼光放大結構；拉曼光放大結構，其用以對1248nm波長激光進行放大，并由拉曼光放大結構的出射光束中分離出來生成第二激光光束，所述第二激光光束投射至倍頻晶體；倍頻晶體，其用以對所述第二激光光束實現倍頻效果，生成624nm波長的紅光激光。本發明解決了現有技術中紅光激光一直無法實現大功率輸出的技術問題。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，具體而言，尤其涉及一種紅光激光器、激光頻率變換裝置以及生成紅光激光的方法。

背景技術

近年來，隨著激光在交通、測量、醫療、國防和工農業等眾多應用領域不斷地發展，開發特殊的激光波長已經越來越引起人們的興趣。這些特殊的激光波長可以通過新的激光工作物質產生，也可以通過氣體或晶體材料等非線性光學頻率轉換產生。其中，紅光激光在國防領域如測距、雷達、激光陀螺、光電對抗等有著重要的作用。然而，由于技術不成熟、無合適的增益介質，紅光激光一直無法實現大功率輸出。

受激拉曼散射技術是實現激光波長變換的重要技術手段。氣體拉曼介質濃度較低，增益較小，但具有較好的熱管理性、較高的損傷閾值(更可能實現大能量拉曼激光輸出)、高拉曼振動模(大拉曼頻移)和窄拉曼線寬等優點，因此也得到了廣泛深入的研究。

發明內容

本發明提供了一種紅光激光器、激光頻率變換裝置以及生成紅光激光的方法。采用高純CO₂氣體(純度為99.999％)作為拉曼介質，1064nm激光器為泵浦激光，輸出的拉曼光1248nm經過激光倍頻晶體可以輸出624nm大功率紅光激光。解決了現有技術中紅光激光一直無法實現大功率輸出的技術問題。

本發明采用的技術手段如下：

一種紅光激光器，包括：

泵浦激光器，其用以生成泵浦激光光束；

透鏡，其用以將所述泵浦激光光束聚焦至振蕩級拉曼池；

振蕩級拉曼池，其用以將所述泵浦激光光束并轉換為具有拉曼種子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；

介質膜凹面反射鏡，其用以對所述第一激光光束進行整形，消除泵浦激光和拉曼種子光的色差；

激光反射鏡組，其用以改變第一激光光束的傳播方向，并將1248nm波長激光反射至拉曼光放大結構；

拉曼光放大結構，其用以對1248nm波長激光進行放大，并由拉曼光放大結構的出射光束中分離出來生成第二激光光束，所述第二激光光束投射至倍頻晶體；

倍頻晶體，其用以對所述第二激光光束實現倍頻效果，生成624nm波長的紅光激光；

其中，所述泵浦激光器輸出的泵浦源激光光束經振蕩級拉曼池轉換為具有拉曼種子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；經介質膜凹面反射鏡和激光反射鏡組作用后，將1248nm波長激光反射至拉曼光放大結構中進行放大和分光，生成的第二激光光束通過倍頻生成624nm波長的紅光激光。

基于上述方案，進一步優選的，所述拉曼光放大結構包括至少一級放大級拉曼池以及對所述放大級拉曼池的出射光束進行分光的二相色鏡，所述二相色鏡用以反射分離出1248nm波長激光；

當拉曼光放大結構具有的放大級拉曼池多于一個級時，則將前級二相色鏡分離出的激光光束做為后級放大級拉曼池的入射激光光束。

基于上述方案，進一步優選的，各所述所述放大級拉曼池配備泵浦光源。

基于上述方案，進一步優選的，所述放大級拉曼池內充純度不小于99.999％的高壓CO2氣體。