一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，包括激光二极管泵浦源、聚焦耦合系统、拉曼谐振腔的后腔镜、泵浦激光增益介质、声光Q开关、拉曼增益介质、拉曼谐振腔的前腔镜和分光镜；激光二极管泵浦源的泵浦激光经聚焦耦合系统聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质时，拉曼增益介质产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜并通过分光镜后，激光器输出1666nm的拉曼激光。本发明专利技术中的拉曼激光器结构紧凑、效率高，实现了1.21W的最大输出功率，这是1.6μm拉曼激光器的最高输出功率，同时8.96kW的峰值功率也是1.6μm附近的最高拉曼输出峰值功率。近的最高拉曼输出峰值功率。近的最高拉曼输出峰值功率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器


[0001]本专利技术涉及激光
，具体为一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器。

技术介绍

[0002]在1.6μm人眼安全区域附近运行的固态激光器在激光医学、差分吸收激光雷达、遥感、测距、光谱和波长转换等领域具有许多重要应用。传统上，为了产生大约1.6μm的激光器，工作主要集中在共振泵浦Er:YAG激光器的开发上。此外，受激拉曼散射是另一种基于三阶非线性过程产生新激光波长的有效方法，但鲜有报道。据我们所知，只有Jel
í
nek等人的1.63μm化学气相沉积
‑
金刚石拉曼激光器。V
3+
:YAG作为可饱和吸收体的被动调Q Nd:YAP激光器，被用作泵浦源在1.34μm处工作，获得了脉冲宽度为6ns的拉曼激光输出能量为47μJ。
[0003]最常用的拉曼活性介质包括YVO4、PbWO4、KGd(WO4)2、SrWO4和BaWO4。BaWO4被认为是一种优秀的拉曼活性晶体，适用于从皮秒到纳秒的广泛泵浦脉冲持续时间，因为它具有高拉曼增益效率和优异的热力学和机械性能。以前，主要采用1.06μm和1.3μm的掺Nd激光器作为泵浦源，除了广泛使用的1.06μm和1.3μm的受激辐射之外，其他重要的受激辐射(例如1.44μm)尚未被用作实现拉曼激光的基本波长。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，解决了
技术介绍
中提到的问题。
[0005]一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，方案如下：
[0006]所述拉曼激光器包括激光二极管泵浦源、聚焦耦合系统、拉曼谐振腔的后腔镜、泵浦激光增益介质、声光Q开关、拉曼增益介质、拉曼谐振腔的前腔镜和分光镜。
[0007]所述拉曼激光器的激光二极管泵浦源的泵浦激光经聚焦耦合系统聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质时，拉曼增益介质产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜并通过分光镜后，激光器输出1666nm的拉曼激光。
[0008]如上述的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其中，
[0009]优选的是，所述激光二极管泵浦源为50W光纤耦合808nm激光二极管，芯径为400μm，数值孔径为0.22。
[0010]优选的是，所述聚焦耦合系统的焦距为50mm、耦合效率为95％。
[0011]优选的是，所述拉曼谐振腔的后腔镜为曲率半径为1000mm的凹面镜，覆有1444nm和1666nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有808nm的增透涂层，透射率大于95％；所述拉曼谐振腔的前腔镜为平面镜，覆有1444nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有1666nm的部分反射涂层，反射率为85％；两个反射镜都覆有946、1064和1319nm的透射率高于95％的增透涂层。
[0012]优选的是，所述泵浦激光增益介质为1.0at.％Nd:YAG陶瓷，长度为5mm。
[0013]优选的是，所述拉曼增益介质为a轴切割的5
×5×
35mm BaWO4晶体。
[0014]优选的是，所述Nd:YAG陶瓷和BaWO4晶体的面上都覆有1444nm和1666nm的抗反射涂层，反射率小于0.2％。Nd:YAG陶瓷的入射面也覆有808nm的增透涂层。
[0015]优选的是，所述泵浦激光增益介质和拉曼增益介质两种晶体都被包裹在铟箔中并安置在水冷铜块(水温保持在18℃)中以控制晶体温度。
[0016]优选的是，所述拉曼激光器还包括分光镜，用于反射1444nm的基频激光。
[0017]本专利技术与现有技术相比具备以下有益效果：
[0018]1.本专利技术的高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器结构紧凑，效率高，实现稳定的1666nm拉曼激光输出；
[0019]2.本专利技术的高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器与当前技术相比，拥有1.21W的1.6μm拉曼激光器的最高输出功率，同时8.96kW的峰值功率也是1.6μm附近的最高拉曼输出峰值功率；
[0020]3.本专利技术的高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器是第一次将工作在1444nm的掺Nd激光器用以实现拉曼激光输出。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器的结构图；
[0022]图2为本专利技术的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器的光谱图；
[0023]图3为本专利技术的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器的基频激光和拉曼激光的轨迹图；
[0024]图4为本专利技术的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器的不同脉冲重复率下泵浦功率与平均输出功率的关系图。
[0025]图中：1、激光二极管泵浦源；2、聚焦耦合系统；3、拉曼谐振腔的后腔镜；4、泵浦激光增益介质；5、声光Q开关；6、拉曼增益介质；7、拉曼谐振腔的前腔镜；8、分光镜。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，包括激光二极管泵浦源1、聚焦耦合系统2、拉曼谐振腔的后腔镜3、泵浦激光增益介质4、声光Q开关5、拉曼增益介质6、拉曼谐振腔的前腔镜7、分光镜8。
[0028]所述拉曼激光器的激光二极管泵浦源1的泵浦激光经聚焦耦合系统2聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜3进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质4中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质6时，拉曼增益介质6产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜7并通过分光镜8后，激光器输出1666nm的拉曼激光。
[0029]所述激光二极管泵浦源1为50W光纤耦合808nm激光二极管，芯径为400μm，数值孔径为0.22。优选的是，所述聚焦耦合系统2的焦距为50mm、耦合效率为95％。所述拉曼谐振腔的后腔镜3为曲率半径为1000mm的凹面镜，覆有1444nm和1666nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有808nm的增透涂层，透射率大于95％；所述拉曼谐振腔的前腔镜7为平面镜，覆有1444nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有1666nm的部分反射涂层，反射率为85％；两个反射镜都覆有946、1064和1319n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其特征在于：所述拉曼激光器包括激光二极管泵浦源、聚焦耦合系统、拉曼谐振腔的后腔镜、泵浦激光增益介质、声光Q开关、拉曼增益介质、拉曼谐振腔的前腔镜和分光镜。所述拉曼激光器的激光二极管泵浦源的泵浦激光经聚焦耦合系统聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质时，拉曼增益介质产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜分光后，激光器输出1666nm的拉曼激光。2.根据权利要求1所述一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其特征在于：所述激光二极管泵浦源为50W光纤耦合808nm激光二极管，芯径为400μm，数值孔径为0.22。3.根据权利要求1所述一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其特征在于：所述聚焦耦合系统的焦距为50mm、耦合效率为95％。4.根据权利要求1所述一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其特征在于：所述拉曼谐振腔的后腔镜为曲率半径为1000mm的凹面镜，覆有1444nm和1666nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有808nm的增透涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚新新，郭林广，赵睿，孙硕，隋志琦，杨富豪，
申请(专利权)人：山东森格姆德激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：