【技术实现步骤摘要】
一种基于环形非稳腔的气体拉曼激光器
本专利技术属于激光领域,具体涉及一种用于产生变频拉曼激光的环形非稳腔气体拉曼激光器。
技术介绍
拉曼活性介质的受激拉曼散射技术是实现激光变频的重要技术手段。气体激光器的固有属性决定了其高功率、高光束质量、高光束均匀性、高损伤阈值的特性,气体为增益介质的拉曼激光器具有相同的优良激光特性。相比其他类型的拉曼激光介质,气体拉曼介质可以实现大拉曼频移和较窄的拉曼线宽。常用的拉曼介质有N2、H2、CH4等,由于气体的浓度一般不高,所以需要较高的泵浦功率密度才能达到阈值。目前采用气体介质实现拉曼激光的方法一般分为几种:第一种是外腔法,即拉曼介质置于基频光腔外,经过输出耦合镜输出的激光聚焦到拉曼池与池内拉曼活性介质发生受激拉曼散射输出拉曼激光,剩余的基频光可以通过反射镜多次聚焦到拉曼池内相当于增加拉曼介质的增益长度实现高效拉曼光转化。这种方法的问题在于光学设计过于复杂,调节过于繁琐。第二种是内腔法,即激光介质和拉曼介质都放在基频腔内,通过二向色镜对拉曼光进行输出,这种设计基频激光不输出,仅有拉曼激光输出,拉曼转化过程中剩余的泵浦光在腔内继续振荡放大,这种方法基频光的损耗主要是腔内元件损耗、衍射损耗以及转化为拉曼激光的损耗,其优势在于,激光器结构简单,容易调节。腔内拉曼激光器的腔型设计对于实现高效拉曼转化及其重要。目前高效率的气体拉曼激光器通常为共心腔或非稳腔。共心腔是两腔镜曲率中心重合并且位于拉曼池内,以通过高功率密度的基频泵浦光实现高效率的拉曼光转化。但是共心腔属于临界腔型,腔 ...
【技术保护点】
1.一种基于环形非稳腔的气体拉曼激光器,其特征在于,包括泵浦源、基频激光平面反射镜(1),激光增益介质(2),基频激光平面反射镜(3),镀有基频光增透膜的凸透镜(4),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5),拉曼池(6),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7),镀有基频光增透膜的凸透镜(8);所述泵浦源的泵浦光经过激光增益介质(2)后,输出的基频激光可沿两个相反的方向传播;/n当沿顺时针方向传播时,依次经过基频激光平面反射镜(3),镀有基频光增透膜的凸透镜(4),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5),拉曼池(6),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7),镀有基频光增透膜的凸透镜(8),镀有基频光增透膜的布儒斯特角窗(9)和基频激光平面反射镜(1)后,再次经过激光增益介质(2),完成一次传播;/n当沿逆时针方向传播时,依次经过基频激光平面反射镜(1)、镀有基频光增透膜的凸透镜(8)、基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7)、拉曼池(7)、基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5)、镀有基频光增透膜的凸透镜(4)、基频激光平面反射镜(3)后,再次经过激光增益介质(2),完成一次传播;/n所述基频激光进入拉 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于环形非稳腔的气体拉曼激光器,其特征在于,包括泵浦源、基频激光平面反射镜(1),激光增益介质(2),基频激光平面反射镜(3),镀有基频光增透膜的凸透镜(4),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5),拉曼池(6),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7),镀有基频光增透膜的凸透镜(8);所述泵浦源的泵浦光经过激光增益介质(2)后,输出的基频激光可沿两个相反的方向传播;
当沿顺时针方向传播时,依次经过基频激光平面反射镜(3),镀有基频光增透膜的凸透镜(4),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5),拉曼池(6),基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7),镀有基频光增透膜的凸透镜(8),镀有基频光增透膜的布儒斯特角窗(9)和基频激光平面反射镜(1)后,再次经过激光增益介质(2),完成一次传播;
当沿逆时针方向传播时,依次经过基频激光平面反射镜(1)、镀有基频光增透膜的凸透镜(8)、基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7)、拉曼池(7)、基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5)、镀有基频光增透膜的凸透镜(4)、基频激光平面反射镜(3)后,再次经过激光增益介质(2),完成一次传播;
所述基频激光进入拉曼池后产生的拉曼激光可向两个相反方向传播,分别经过基频激光反射拉曼光增透的平面镜(5)或基频激光反射拉曼光增透的平面镜(7)后,拉曼激光透射,完成拉曼激光从两个方向的输出。
2.根据权利要求1所述的基于环形非稳腔的气体拉曼激光器,其特征在于:所述气体拉曼激光器还包括镀有基频光增透膜的布儒斯特角窗(9),所述镀有基频光增透膜的布儒斯特角窗(9)设置于基频激光平面反射镜(1)和镀有基频光增透膜的凸透镜(8)之间。
3.根据权利要求1所述的基于环形非稳腔的气体拉曼激光器,其特征在于,所述镀有基频光增透膜的凸透镜(4)和镀有基频光增透膜的凸透镜(8)的位置满足如下条件:
其中L1、L2、L3分别为空间虚拟像点到镀有基频光增透膜的凸透镜(8)的光路传播距离、镀有基频光增透膜的凸透镜(4)和镀有基频光增透膜的凸透镜(8)间的光路传播距离、镀有基频光增透膜的凸透镜(4)到空间虚拟像点的光路传播距离;所述L2满足共焦条件:
L2=f1+f2
其中,f1和f2分别为镀有基频光增透膜的凸透镜(4)和镀有基频光增透膜的凸透镜(8)的焦距;M=f2/f1为放大率。
4.根据权利要求3所述的基于环形非稳腔的气体拉曼激光器,其特征在于,M为1-3。
5.根据权利要求1所述的基于环...
【专利技术属性】
技术研发人员:王颜超,郭敬为,刘万发,王鹏远,陈莹,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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