[發(fā)明專利]一種窄線寬紫外拉曼激光器

有效

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113381279B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 白振旭;蔡云鵬;丁潔;齊瑤瑤;王雨雷;呂志偉
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/108;H01S3/109;H01S3/30
• 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

1.一種窄線寬紫外拉曼激光器，其特征在于，所述激光器包括：

泵浦源、光隔離器、二分之一波片、聚焦透鏡、輸入鏡、金剛石晶體、第一反射鏡、第一倍頻晶體、輸出鏡、第二反射鏡、整形透鏡、鎖腔倍頻器和二向色鏡，所述輸入鏡、所述第一反射鏡與所述輸出鏡構成V型腔結構；所述金剛石晶體位于輸入鏡與第一反射鏡之間，第一倍頻晶體位于第一反射鏡與輸出鏡之間；

所述鎖腔倍頻器由鎖腔輸入鏡、第一鎖腔反射鏡、第二鎖腔反射鏡、第二倍頻晶體和鎖腔輸出鏡組成；

泵浦源發(fā)射具有可調諧的第一預設功率以及第一預設波長的第一光信號，即頻率為ω_P的泵浦光，泵浦光經二分之一波片、光隔離器、聚焦透鏡和輸入鏡后，聚焦在金剛石晶體的中心，泵浦光將金剛石晶體的基態(tài)原子激發(fā)到虛擬拉曼上能級，產生一頻率為ω_S的拉曼光子以及一頻率為ω_R的光學聲子，且滿足ω_P＝ω_S+ω_R；

所述金剛石晶體，用于利用SRS效應，使所述第一光信號轉換為Stokes光信號；Stokes光信號在由輸入鏡、第一反射鏡和輸出鏡組成的拉曼振蕩器中振蕩，透過第一反射鏡剩余的泵浦光經過第二反射鏡反射后，重新進入并聚焦在金剛石晶體中以提高泵浦光的利用率；

Stokes光信號經所述第一反射鏡進入所述第一倍頻晶體，Stokes光信號在第一倍頻晶體激發(fā)第一級倍頻光后，第一級倍頻光通過輸出鏡輸出；第一級倍頻光經整形透鏡后入射至鎖腔倍頻器，并聚焦在第二倍頻晶體的中心，并激發(fā)出第二級倍頻光，并經由鎖腔輸出鏡輸出。

2.根據權利要求1所述的一種窄線寬紫外拉曼激光器，其特征在于，所述輸入鏡、所述第一反射鏡以及所述輸出鏡的反射率不同。

3.根據權利要求1所述的一種窄線寬紫外拉曼激光器，其特征在于，

所述聚焦透鏡為鍍有對泵浦光波長1.02-1.08μm增透的寬帶介質膜；

所述輸入鏡為曲率半徑為50mm的平凹鏡，兩面鍍有對泵浦光增透的寬帶介質膜，凹面鍍有對Stokes光1.18-1.26μm波段反射率99.8％的寬帶介質膜；

所述金剛石晶體為沿110軸切割的人造金剛石晶體，尺寸為7×4×1.2mm³，兩端面鍍有對泵浦光1.02-1.08μm和Stokes光1.18-1.26μm波段透過率99.5％的寬帶介質膜；

所述第一反射鏡為曲率半徑為100mm平凹鏡，凹面鍍有對泵浦光透過率98％的寬帶介質膜以及對Stokes光反射率99.8％的寬帶介質膜，第一反射鏡與入射泵浦光的夾角為2°；

所述第一倍頻晶體為切割角度θ＝90°，Φ＝0°的溫度相位匹配LBO晶體，兩端鍍有對Stokes光1.18-1.26μm波段增透的寬帶介質膜，尺寸為4×4×10mm³；

所述輸出鏡為曲率半徑為100mm平凹鏡，凹面鍍有對Stokes光反射率99.8％的寬帶介質膜，以及對第一級倍頻光0.59-0.63μm部分透射的寬帶介質膜，平面鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm透過率99.8％的寬帶介質膜。

4.根據權利要求1所述的一種窄線寬紫外拉曼激光器，其特征在于，

所述鎖腔輸入鏡為平面反射鏡，左端鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm增透膜，右端鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm透射率為2-4％的寬帶介質膜；

所述第一鎖腔反射鏡為平面反射鏡，鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm反射率99.9％的寬帶介質膜；

所述第二鎖腔反射鏡為曲率半徑為100mm的平凹反射鏡，凹面一側左端鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm反射率99.9％的寬帶介質膜；

所述第二倍頻晶體為切割角度θ＝90°，Φ＝57°的溫度相位匹配LBO晶體，兩端鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm增透的寬帶介質膜，尺寸為4×4×10mm³；

所述鎖腔輸出鏡為曲率半徑為100mm的平凹反射鏡，凹面一側左端鍍有對第一級倍頻光0.59-0.63μm反射率99.9％的寬帶介質膜以及對第二級倍頻光0.29-0.32μm透過率90％的寬帶介質膜，平面一側鍍有對第二級倍頻光0.29-0.32μm透過率99.5％的寬帶介質膜。