一种多波长全固态黄光激光器制造技术

本发明专利技术提供一种实现多波长激光全固态黄光激光器，该多波长全固态拉曼倍频黄光激光器由泵浦源、光学耦合系统与谐振腔组成，谐振腔包括输入镜、Yb:GdAl3(BO3)4晶体、调Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶体、非线性晶体、输出镜依次排列组成。通过泵浦源泵浦双波长激光晶体Yb:GdAl3(BO3)4和调Q元件，产生短脉冲的双波长基频光震荡，再利用KGd(WO4)2晶体具有两个拉曼位移谱线的特点，实现两种多波长黄色激光输出方案，一种方案输出波长为倍频光566nm、578nm和和频572nm激光，第二种为倍频光575nm、569nm以及和频572nm激光。这种激光器具有结构紧凑、稳定、高效的优点，解决了现有黄光激光器波长单一的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光领域，尤其涉及一种由一块双波长激光晶体在同一个腔内实现两个基波，并由具有两条增益谱线的拉曼晶体输出四个波长的一阶斯托克斯拉曼光，并由这四个波长的激光通过非线性晶体产生的位于黄光波段的倍频光与和频光，实现多波长黄色激光输出的多波长的激光器。
技术介绍
黄光波段的激光接近人眼最敏感的波长(555nm)，该波段的激光辐射在生物医学、空间目标探测和识别、雷达、激光显示、化学等领域有着广泛的应用前景。但是目前并没有合适的激光增益介质能直接产生黄色激光，因此可见，黄色激光的产生是目前激光界的一个难题。目前绝大多数产生全固态黄光的技术是通过半导体泵浦一个掺钕离子的激光增益介质实现1064nm附近的激光，并通过拉曼晶体实现波长为1100-1200nm的一阶斯托克斯拉曼光，再通过非线性光学晶体实现波长为550-600nm波段的倍频黄光输出。
技术实现思路
本专利技术针对目前黄色拉曼激光存在的波长单一的不足，提供了一种结构紧凑、高效、稳定的多波长全固态黄光激光器。本专利技术的多波长全固态黄光激光器，采用如下的技术方案:该多波长全固态黄光激光器由泵浦源、光学耦合系统与谐振腔组成，谐振腔包括输入镜、Yb:GdAl3(BO3)4晶体、调Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶体、非线性晶体、输出镜依次排列组成。Yb:GdAl3(BO3)4晶体、KGd(WO4)2晶体与非线性晶体的两端均镀有950-1200nm、550-600nm波段的增透膜，输入镜镀有950-980高透膜、1040-1200nm和550-600nm高反膜，输出镜镀有1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。半导体泵谱光通过光学耦合系统后通过输入镜聚焦于晶体内部，并通过调Q元件实现波长为1042nm与1047nm附近的短脉冲双偏振双波长基频光，这两个波长的基频光通过具有双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体(增益位移为768cm-1和901cm-1)，形成拉曼激光，通过90°旋转KGd(WO4)2晶体会有两种匹配方式，分别是1042nm匹配768cm-1、1047nm匹配901cm-1和1042nm匹配901cm-1、1047nm匹配768cm-1，这两种匹配分别形成1133nm、1156nm与1150nm、1138nm的两种双偏振双波长输出，再通过非线性晶体(采用非临界相位匹配切割的LBO、KTP等晶体)，实现两种多波长拉曼光倍频激光输出，第一种为倍频光566nm、578nm和和频572nm激光，第二种为倍频光575nm、569nm以及和频572nm激光。本专利技术采用了Yb:GdAl3(BO3)4双波长激光晶体，结合双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体，实现了腔内拉曼倍频的方式产生了多种黄色波段激光谱线的发射，具有结构紧凑、高效、稳定的优点。附图说明图1是本专利技术的全固态拉曼倍频黄光激光器的结构示意图。其中:1、泵浦光源，2、光学耦合系统，3、输入镜，4、Yb:GdAl3(BO3)4激光晶体，5、调Q元件，6、拉曼晶体KGd(WO4)2，7、非线性晶体8、输出镜具体实施方式实施例1如图1所示，本专利技术的全固态拉曼倍频黄光激光器，包括泵浦光源1、光学耦合系统2、输入镜3、双偏振双波长Yb:GdAl3(BO3)4激光晶体4、调Q元件5、KGd(WO4)2拉曼晶体6、LBO非线性光学晶体7、输出镜8。泵浦光源采用波长为976nm的半导体激光器，光学耦合系统的耦合参数为1:1，输入镜镀膜为950-980高透膜，1040-1200nm和550-600nm高反膜，Yb:GdAl3(BO3)4晶体的通光方向为b方向，c轴放置于水平方向，调Q元件可以采用电光调Q、声光调Q或者被动调Q等，拉曼KGd(WO4)2晶体的放置为通光方向为Np轴，竖直方向为Nm轴，水平方向为Ng轴，LBO采用非临界相位匹配切割，Yb:GdAl3(BO3)4、KGd(WO4)2、LBO均镀950-1200nm、550-600nm波段的增透膜，输出镜镀膜为1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。本实施例中Yb:GdAl3(BO3)4的晶体尺寸为3×3×2mm3，KGd(WO4)2晶体尺寸为5×5×24mm3，LBO尺寸为5×5×2mm3，这些晶体也可以根据具体需求换成其他各种类型的尺寸。本实施例中的腔结构为直腔，长度为70mm，根据具体需求换成其他类型的腔结构或其他尺寸。本实施例中，半导体泵谱光通过光学耦合系统后通过输入镜聚焦于晶体内部，实现波长为1042nm与1047nm附近的双偏振双波长基频光，这两个波长的基频光通过具有双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体形成拉曼激光，其波长分别为1133nm、1156nm，再通过非线性LBO晶体实现566nm、578nm以及和频光572nm的激光输出。上述激光器在泵浦能量为2W时，获得了102mW的566nm、135mW的578nm和42mW的572nm的激光输出。实施例2本实施例的光路设置与实施例1相同，仅仅通过Yb:GdAl3(BO3)4晶体或者KGd(WO4)2晶体以通光方向为轴旋转90°。本实施例中，半导体泵谱光通过光学耦合系统后通过输入镜聚焦于晶体内部，实现波长为1042nm与1047nm附近的双偏振双波长基频光，这两个波长的基频光通过具有双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体形成拉曼激光，其波长分别为1150nm、1138nm，再通过非线性LBO晶体实现575nm、569nm以及和频光572nm的激光输出。上述激光器在泵浦能量为2W时，获得了142mW的575nm、189mW的569nm和54mW的572nm的激光输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波长全固态黄光激光器，包括泵浦源、光学耦合系统与谐振腔，其特征在于采用Yb:GdAl3(BO3)4与调Q元件产生短脉冲双波长双偏振激光，再通过具有双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体产生一阶斯托克斯拉曼光并再通过非线性晶体倍频或和频产生多波长黄光。

【技术特征摘要】
1.一种多波长全固态黄光激光器，包括泵浦源、光学耦合系统与谐振腔，其特
征在于采用Yb:GdAl3(BO3)4与调Q元件产生短脉冲双波长双偏振激光，再通
过具有双拉曼增益谱线的KGd(WO4)2晶体产生一阶斯托克斯拉曼光并再通
过非线性晶体倍频或和频产生多波长黄光。
2.如权利要求1所述的多波长全固态黄光激光器，其特征在于所述谐振腔依次
由输入镜、Yb:GdAl3(BO3)4晶体、调Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶体、非线性
晶体、输出镜排列组成。
3.如权利要求2所述的多波长全固态黄光...

【专利技术属性】
技术研发人员：游振宇，孙益坚，涂朝阳，徐金龙，朱昭捷，王燕，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35