[發明專利]一種雙共振腔拉曼激光器

在審

• 申請號: 202011168952.6
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112290359A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 盧華東;曹雪辰;靳丕铦;彭堃墀
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/08
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王軍

1.一種雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，包括泵浦源、耦合聚焦系統、分光鏡、光學諧振腔、拉曼增益晶體、鎖定系統及壓電陶瓷；

所述泵浦源產生的泵浦激光經耦合聚焦系統后，空間傳輸模式與光學諧振腔的腔模進行精確匹配，射入光學諧振腔內，所述拉曼增益晶體設置于所述光學諧振腔內腔膜的最小腰斑處，使泵浦激光進行拉曼頻移；由所述光學諧振腔的輸入耦合鏡反射的泵浦光與光學諧振腔的部分透射泵浦光經分光鏡反射后，射入鎖定系統；鎖定系統產生并輸出鎖定信號，加載至粘連在光學諧振腔一腔鏡后表面的壓電陶瓷上，實現對光學諧振腔的實時鎖定，使得泵浦光在諧振腔內實現放大，從而獲得穩定高效的拉曼激光輸出。

2.根據權利要求1所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述泵浦源為連續波單頻激光器。

3.根據權利要求1所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述耦合聚焦系統為單個透鏡或多個透鏡，所有鏡片通光面均鍍有對泵浦光波長的減反膜。

4.根據權利要求1所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述光學諧振腔為環形腔結構，折疊腔結構或者線性腔結構。

5.根據權利要求4所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，光學諧振腔為環形腔結構時，包括輸入耦合鏡、第二腔鏡、第三腔鏡、輸出耦合鏡和導光鏡；其中，輸入耦合鏡、第二腔鏡和導光鏡為平面鏡，第三腔鏡和輸出耦合鏡為凹面鏡；拉曼增益晶體放置于第三腔鏡和輸出耦合鏡之間；輸出耦合鏡后的其中一路光路垂直放置導光鏡，用于保證拉曼諧振腔單向穩定運轉，其中導光鏡的反射面鍍有對拉曼光波長的高反膜；在輸入耦合鏡的反射方向放置分光鏡，使得輸入耦合鏡反射的泵浦光與光學諧振腔的部分透射泵浦光進入鎖定系統，在其反射面鍍有對泵浦光波長的高反膜。

6.根據權利要求4所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，光學諧振腔為折疊腔結構時，包括輸入耦合鏡、第二腔鏡和輸出耦合鏡；所述分光鏡傾斜放置于耦合聚焦系統和光學諧振腔之間，且朝向耦合聚焦系統的一側鍍設減反膜，遠離耦合聚焦系統一側鍍有對泵浦光波長有一定反射率的介質膜；輸入耦合鏡和輸出耦合鏡為平面鏡，第二腔鏡為凹面鏡；拉曼增益晶體設置于輸入耦合鏡和第二腔鏡之間，且緊貼輸入耦合鏡設置；激光從分光鏡射入光學諧振腔后，經過輸入耦合鏡和拉曼增益晶體后，經第二腔鏡的反射作用，發射至輸出耦合鏡；輸入耦合鏡反射的泵浦光與光學諧振腔的部分透射泵浦光進入鎖定系統。

7.根據權利要求4所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，光學諧振腔為線性腔結構時，包括輸入耦合鏡和輸出耦合鏡；分光鏡傾斜放置于耦合聚焦系統和光學諧振腔之間，且朝向耦合聚焦系統的一側鍍設減反膜，遠離耦合聚焦系統一側鍍有對泵浦光波長有一定反射率的介質膜；輸入耦合鏡為平面鏡，輸出耦合鏡為凹面鏡；拉曼增益晶體設置于輸入耦合鏡和輸出耦合鏡之間，且緊貼輸入耦合鏡設置；激光從分光鏡射入光學諧振腔后，經過輸入耦合鏡和拉曼增益晶體后，發射至輸出耦合鏡；輸入耦合鏡反射的泵浦光與光學諧振腔的部分透射泵浦光進入鎖定系統。

8.根據權利要求1-7任一所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述輸入耦合鏡腔內反射面鍍有對泵浦光波長具有一定透射率的介質膜和對拉曼光波長的高反膜，輸出耦合鏡的腔內反射面鍍有對拉曼光波長具有一定透射率的介質膜和對泵浦光波長的高反膜，其余腔鏡反射面鍍有對泵浦光波長和拉曼光波長的高反膜。

9.根據權利要求1所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述拉曼增益晶體為金剛石晶體、碘酸鋰晶體、硝酸鋇晶體、鎢酸鉀釓晶體、鎢酸鋇晶體或者釩酸釔晶體，晶體兩通光均鍍有泵浦光與產生拉曼光波長的減反膜；所述鎖定系統為H-C偏振鎖定系統、P-D-H鎖定系統或者鎖模系統。

10.根據權利要求8所述的雙共振腔拉曼激光器，其特征在于，所述高反膜的反射率＞99.9%，一定透射率的透射率在0.5% - 25%；減反膜的反射率＜0.01%。