内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器制造技术

内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器，包括激光二极管（ＬＤ）泵浦源、谐振腔，谐振腔由后腔镜和输出镜组成，谐振腔中放置激光增益介质、调Ｑ装置、拉曼晶体和倍频晶体；激光增益介质、调Ｑ装置、拉曼晶体和倍频晶体均由冷却装置对其进行温度控制。本实用新型专利技术激光器与背景技术中的相比具有体积小、输出功率和转换效率高，并且体积小、性能稳定、成本低，可广泛地应用于激光医疗领域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种固体激光器，特别是一种内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器。(二)
技术介绍
激光技术是二十世纪的重大技术之一，现已广泛用于工业生产、通讯、信息处理、 医疗卫生、军事、文化教育以及科学研究等各个领域。随着半导体激光二极管技术的重大突 破，固体激光器得到强劲的发展，其应用领域不断地扩展。利用LD泵浦的全固体激光器是 一种高效、稳定、、光束质量好、长寿命、结构紧凑的第二代新型固体激光器，已成为激光 学科的重点发展方向之一，在空间通讯，光纤通信，大气研究，环境科学，医疗器械，光学 图象处理，激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。黄光波段的激光可以治疗皮肤血管瘤、鲜红斑痣、毛细血管扩张、酒渣鼻及蜘蛛痣等， 在激光医疗领域有广泛的应用。黄光激光可以作为钠信标光源，在军事、气象领域有重要应 用。黄光激光器在光谱学、信息存储、激光雷达等领域也有广泛的应用。目前，由LD泵浦 的全固化激光器通过腔内倍频产生红光、绿光、蓝光的研究已经比较成熟，但是，用LD泵 浦的微型激光器产生黄光波段的激光比以上几个波段都困难，这是因为当前的激活离子没有 足够大受激发射截面的谱线使得可以通过直接倍频产生黄光。目前，国外已经有关于固体黄光激光器的报道。他们主要采用两种方式来实现 一是采 用将两束光禾口步页的方法(Intracavity sum-frequency generation of 3.23 W continuous-wave yellow light in an Nd:YAG laser,《0ptics Co腿unications》，Vol. 255， 2005， 248-252)， 二是使用倍频拉曼光的技术。和频的方法具有体积大，功率低，转换效率差，结 构不稳定，难以实现等缺点；倍频拉曼光的方法比和频的方法简单，但是目前世界上多是采 用腔外倍频拉曼光的方法(Low threshold, diode end-pumped Nd3+:GdV04 self-Raman laser, 《0ptical Materials》，Vol. 29, 2007, 1817-1820)和腔内倍频连续拉曼光的方法 (Efficient all-solid-state yellow laser source producing 1. 2-W average power, 《0ptics Letters》，Vol. 24， 1999， 1490-1492; All_solid_state 704 mW continuous-wave yellow source based on an intracavity, frequency-doubled crystalline Raman laser, 《Optics Letters》，Vol. 32, 2007， 1114-1116)。腔外倍频拉曼光的方法由于腔外拉曼光 的功率低导致倍频效率差，输出的黄光功率低；而腔内倍频连续拉曼光的方法则由于基频光 的峰值功率低，转换成拉曼光的效率差，也不能获得高功率的黄光输出。(三)
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，以实现体积小、成本低、功率高、结构稳定的黄光激光器，本实 用新型提供一种内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器。一种内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器，包括激光二极管(LD)泵浦源、谐振腔，谐振 腔由后腔镜和输出镜组成，其特征在于谐振腔中放置激光增益介质、调Q装置、拉曼晶体和 倍频晶体；激光增益介质、调Q装置、拉曼晶体和倍频晶体均由冷却装置对其进行温度控制； 由LD泵浦源产生的泵浦光耦合进入激光增益介质并转换成基频光，产生的基频光通过拉曼 晶体时，在拉曼效应作用下发生受激拉曼散射产生拉曼光，拉曼光在倍频晶体中完成倍频过 程，产生黄光并由输出镜输出。所述的激光二极管LD泵浦源可以是LD端面泵浦源，它包括驱动电源、激光二极管、冷 却装置、光纤和耦合透镜组；也可以是LD侧面泵浦源，它包括驱动电源、LD侧泵模块、冷 却装置。所述的谐振腔在LD端面泵浦情况下腔内的调Q开关、拉曼晶体的相对位置可相互调换； 在LD侧面泵浦情况下谐振腔内的侧泵模块及激光增益介质、调Q开关和拉曼晶体的相对位 置可相互调换。所述的激光增益介质可以是掺钕(Nd)或掺镱(Yb)的下列诸晶体中的一种钇铝石榴 石(YAG)、钒酸钇(YV04)、钒酸钆(GdV04)、钒酸镥(LuV04)、氟化钇锂(YLF)、铝酸钇(YAP)、 钆镓石榴石(GGG)、钨酸钆钾(KGd(W04)2)等；也可以是键合晶体钇铝石榴石/掺钕钇铝石 榴石(YAG/Nd:YAG)、钒酸钇/掺钕钒酸钇(YV04/Nd:YV04)晶体中的一种。所述的激光增益介质的掺杂浓度当掺钕时为0. 05-at. %至3-at. %;掺镱时为0. 05-at. %至10-at. %。所述的激光增益介质在LD端面泵浦情况下，其两个端面均镀有泵浦光波段及1000 nm— 1200 nm波段的增透膜；在LD侧面泵浦情况下，其两个端面均镀有1000 nm—1200 nm波段 的增透膜。所述的调Q装置可以是电光调Q装置、声光调Q装置和可饱和吸收体被动调Q装置中的 一种；声光调Q装置由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有1000 nm— 1200 nm波段的增透膜；调制频率为1一50 KHz，通过输入射频波改变调Q晶体的密度，来 实现周期性改变激光谐振腔阈值的目的，起到调Q开关作用；电光调Q装置由电光晶体和驱 动电源组成，利用晶体的电光效应，对通过其中的激光的相位产生调制，进而改变偏振态， 完成开、关门过程；可饱和吸收体是利用材料的激发、跃迁特性，受激吸收时关门、向下跃 迁时开门，以此完成对激光的开、关门控制。所述的冷却装置有两种方式循环水冷却——晶体侧面均用带有管道的金属块包住，金 属块的管道内持续通有循环冷却水，用来给晶体降低温度；半导体制冷——晶体侧面被半导 体制冷块包围。所述的拉曼晶体可以是钨酸盐类(KGd(W04)2， BaW04， SrW04， PbW04， KLu(W04)2等)、钒酸 盐类(YV04， G錢等)、硝酸盐类(Ba(N(X)2等)，碘酸盐类("103等)中的一种；拉曼介质 的两端面均镀1000 nm—1200 nm波段的增透膜。拉曼晶体可根据需要沿不同方向和角度切 割，这样可以有效的提高激光器的性能。所述的倍频晶体可以是磷酸钛氧钾KTP、三硼酸锂LBO等。倍频晶体的两端镀有1000 nm 一1200 nm波段的增透膜。倍频晶体可根据相位匹配及其他需要沿不同方向和角度切割，这 样可以有效的改善激光器的性能，提高激光器的输出功率。所述的谐振腔中的后腔镜在LD端面泵浦时镀有泵浦光波长的增透膜和1000 nm—1200 nm 波段的反射率大于90%的反射膜；在LD侧面泵浦时镀有对1000 nm—1200 nm波段的反射 率大于90%的反射膜；输出镜镀有在1000 nm—1200 nm波段反射率大于90%的反射膜，并 且该膜对590咖附近波长的黄光具有大于80%的透射率。所述的谐振腔的腔长为5 cm—50 cm，谐振腔的后腔镜和输出镜的曲率半径可根据实际 情况选择。本技术中的所有晶体的长度均可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器，包括激光二极管ＬＤ泵浦源、谐振腔；谐振腔由后腔镜和输出镜组成，其特征在于谐振腔中放置激光增益介质、调Ｑ装置、拉曼晶体和倍频晶体；激光增益介质、调Ｑ装置、拉曼晶体和倍频晶体均由冷却装置对其进行温度控制；由ＬＤ泵浦源产生的泵浦光耦合进入激光增益介质并转换成基频光，产生的基频光通过拉曼晶体时，在拉曼效应作用下发生受激拉曼散射产生拉曼光，拉曼光在倍频晶体中完成倍频过程，产生黄光并由输出镜输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李述涛，张行愚，王青圃，丛振华，陈晓寒，刘兆军，范书振，张琛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]