一种全固态黄光自锁模拉曼激光器制造技术

一种全固态黄光自锁模拉曼激光器，属固态激光技术领域，包括泵浦源、耦合透镜组、激光晶体、拉曼晶体、调Q器件、倍频晶体等，其特征在于腔内没有锁模器件，通过合理的谐振腔设计，利用拉曼转换的自锁模调制机理实现对拉曼光的锁模调制，通过倍频晶体倍频后得到黄光的锁模脉冲输出。整体结构简单可靠，成本低廉。输入镜、腔镜、输出镜及激光晶体、倍频晶体端面分别镀有对相应波长的透过率或者反射率高于98％的介质膜。本实用新型专利技术激光器在不依靠锁模器件的情况下得到稳定的590黄光锁模脉冲输出，价格低廉、结构简单可靠、维护方便，在激光显示与照明、激光测量、生物医疗等领域有着广泛的需求与应用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种全固态黄光自锁模拉曼激光器，属固态激光

技术介绍
560-600nm的激光属于黄光的范围，黄光波段的激光接近人眼最敏感的波长 (555nm)，适合于激光显示和照明，特别是在有雾气情况下的大地测量以及各种准直场合有特殊的用途。同时黄光激光有很多领域有着广泛的应用1、医学上可用于鲜红斑痣和眼科的激光治疗；2、军事上可用于空间目标的探测与识别，3、在分子生物学、化学等领域也有着光谱测量及荧光激发等应用。由于锁模脉冲可以具有更窄的脉宽、更高的峰值功率从而可以生物学、化学、医学领域有着更加广泛的需求。染料激光器由于能够直接发射黄光，是早期黄光激光器研究的一个重要方面。但是功率低、安全性差、染料易退化、能量消耗高、性能不稳定、激光循环冷却系统复杂等原因，制约了染料激光器的发展。半导体直接产生黄光波段的激光已经可以实现，但是技术还是不熟，功率较低，还有待进一步的发展与进步。直接用短于黄光的波长泵浦激光晶体产生黄光振荡得到激光输出也有报道，但是本身晶体的吸收峰短于黄光处于紫光波段，本身泵浦源就比较昂贵，激光晶体的生长也很困难，其技术路线还有待成熟。通过拉曼效应使掺Nd3+激光晶体的发射波长1064nm频移至1180nm，通过腔内倍频的方式实现黄光激光的输出，该技术路线成熟简单可行，容易实现。现在的拉曼黄光输出主要有两类方式连续黄光输出和脉冲黄光输出。由于拉曼转换要求有较好的功率密度，为实现连续拉曼激光的有效输出，需要严格的控制基频光1064nm的损耗，对腔镜镀膜有着严格的要求，从而提高了激光器的成本和技术难度[见Continuous-wave all-solid-state intracavity Raman laser Optics Letters, Vol. 30, Issue 18, pp. 2454-2456 (2005)]。 而脉冲拉曼激光器由于可以利用调Q脉冲的高峰值功率可以实现高效率的拉曼转换效率。 国外澳利亚I^ask实现了锁模基频长腔外同步拉曼转换输出，得到了锁模脉冲的黄光输出， 在很多领域得到广泛应用。但是，整体结构相当复杂，对谐振腔的严格调谐和高功率稳定基频光的要求都很苛克，实现难度较大。[见Synchronously pumped continuous-wave modelocked yellow Raman laser at 559nm,Eduardo Granados,Optics Express Vol. 17, Issue 2，pp. 569-574(2009)Helen M. Pask, and David J. Spence]
技术实现思路
针对
技术介绍
中所述的缺陷和不足，本技术提供了一种全固态黄光自锁模拉曼激光器，以实现窄脉冲高峰值功率的皮秒锁模黄光脉冲，为生物医疗、化学、激光测量提供一种低成本、方便可靠的皮秒黄光光源，本技术利用拉曼晶体在拉曼转换的过程中具有对基频光调制的特性，在腔内不加锁模器件的情况下，得到稳定的调Q锁模脉冲输出。 并利用倍频晶体对拉曼光倍频，在全固态情况下产生590nm波长的激光。本技术的技术方案如下—种全固态黄光自锁模拉曼激光器，包括泵浦源、耦合透镜组、激光晶体、拉曼晶体、调Q器件、倍频晶体、输入镜、输出镜、腔镜(1)及腔镜(2)，其特征在于泵浦源位于耦合透镜组之前，耦合透镜组后面放置输入镜；输入镜与腔镜(1)、输出镜及腔镜(2)共同构成谐振腔；激光晶体和调Q器件位于输入镜与腔镜(1)之间；拉曼晶体和倍频晶体位于输出镜及腔镜(2)之间；输入镜、腔镜(2)均为平镜，腔镜(1)及输出镜为凹面镜，使得光路改变形成折叠腔；其中输入镜镀有泵浦光808nm透过率大于98%同时对于基频光1064nm及拉曼光 IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(1)镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(2)镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99% 同时对倍频光590nm反射率大于98%的介质膜；输出镜镀有对基频光1064nm及拉曼光 1178nm反射率大于99%同时对于590nm透过率大于98%的介质膜；激光晶体镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm透过率大于98%的介质膜，拉曼晶体及倍频晶体均镀有对基频光1064nm、拉曼光1180nm及倍频光590nm透过率大于98%的介质膜。所述的激光晶体是掺钕的晶体Nd:YAG、NdiYVO4, NdiGlass中的一种，钕的掺杂浓度为 0. 05-at. %至 3-at. %，其长度为 0. 5mm 至 50mm。所述的拉曼晶体为SrWO4晶体，其长度20mm-50mm。所述的调Q器件为主动声光调Q器件、Cr4+:YAG、染料片、半导体片等被动调Q器件中的一种。所述的倍频晶体为KTP或者KTA非线性晶体，其长度为4mm-30mm，非线性晶体的切割方向为用于IlSOnm激光倍频的角度。所述的泵浦源是半导体激光器、光纤耦合输出的半导体激光器、闪光灯和弧光灯中的一种，泵浦方式是端面泵浦或是侧面泵浦。本耦合透镜组技术的运转机理为泵浦源将电能转化为光能，通过激光晶体中的激活离子的吸收和受激辐射，转变为1064nm附近的激光通过拉曼晶体的频移使基频光1064nm转换为1180nm，，最后通过倍频得到590nm激光输出。在谐振内不存在锁模器件。 合理设计谐振腔长度和腔型，可以在较长的谐振腔长度下，在腔长大于60cm时，利用的拉曼效应过程中的对基频光的自调制机理，得到稳定的调Q锁模脉冲。由于谐振腔长度较长， 需要优化设计谐振腔结构，将拉曼晶体置于腔内功率密度最高的地方来获得较高的拉曼转换效率，同时倍频过程也具有锁模的机理存在，会使调Q锁模脉冲更加稳定。利用较简单的结构得到高峰值功率、窄脉宽的黄光锁模脉冲输出，具有低成本、可操作性高、装置简单紧凑、维护方便等优点。可以在众多领域得到广泛的应用。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图。其中1、泵浦源，2、耦合透镜组，3、激光晶体，4、调Q器件，5、拉曼晶体，6、倍频晶体，7、输入镜，8、腔镜(1)，9、输出镜，10、腔镜(2)。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明，但不限于此。实施例1 本技术实施例1如图1所示，包括泵浦源1、耦合透镜组2、激光晶体3、拉曼晶体5、调Q器件4、倍频晶体6、输入镜7、输出镜9、腔镜(1)8及腔镜(2) 10，其特征在于泵浦源1位于耦合透镜组2之前，耦合透镜组2后面放置输入镜7 ；输入镜7与腔镜(1)8、输出镜9及腔镜(2) 10共同构成谐振腔；激光晶体3和调Q器件4位于输入镜7与腔镜(1) 8之间；拉曼晶体5和倍频晶体6位于输出镜9及腔镜(2) 10之间；输入镜7、腔镜(2) 10均为平镜，腔镜(1)8及输出镜9为凹面镜，腔镜(1)8及输出镜9曲率半径分别为1000mm、300mm， 使得光路改变形成折叠腔；其中输入镜7镀有泵浦光808nm透过率大于98%同时对于基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(1)8镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(2) 10镀有对本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全固态黄光自锁模拉曼激光器，包括泵浦源、耦合透镜组、激光晶体、拉曼晶体、调Ｑ器件、倍频晶体、输入镜、输出镜、腔镜（１）及腔镜（２），其特征在于泵浦源位于耦合透镜组之前，耦合透镜组后面放置输入镜；输入镜与腔镜（１）、输出镜及腔镜（２）共同构成谐振腔；激光晶体和调Ｑ器件位于输入镜与腔镜（１）之间；拉曼晶体和倍频晶体位于输出镜及腔镜（２）之间；输入镜、腔镜（２）均为平镜，腔镜（１）及输出镜为凹面镜，使得光路改变形成折叠腔；其中输入镜镀有泵浦光８０８ｎｍ透过率大于９８％同时对于基频光１０６４ｎｍ及拉曼光１１８０ｎｍ反射率大于９９％的介质膜；腔镜（１）镀有对基频光１０６４ｎｍ及拉曼光１１８０ｎｍ反射率大于９９％的介质膜；腔镜（２）镀有对基频光１０６４ｎｍ及拉曼光１１８０ｎｍ反射率大于９９％同时对倍频光５９０ｎｍ反射率大于９８％的介质膜；输出镜镀有对基频光１０６４ｎｍ及拉曼光１１７８ｎｍ反射率大于９９％同时对于５９０ｎｍ透过率大于９８％的介质膜；激光晶体镀有对基频光１０６４ｎｍ及拉曼光１１８０ｎｍ透过率大于９８％的介质膜，拉曼晶体及倍频晶体均镀有对基频光１０６４ｎｍ、拉曼光１１８０ｎｍ及倍频光５９０ｎｍ透过率大于９８％的介质膜。...

【技术特征摘要】
1.一种全固态黄光自锁模拉曼激光器，包括泵浦源、耦合透镜组、激光晶体、拉曼晶体、 调Q器件、倍频晶体、输入镜、输出镜、腔镜(1)及腔镜(2)，其特征在于泵浦源位于耦合透镜组之前，耦合透镜组后面放置输入镜；输入镜与腔镜(1)、输出镜及腔镜(2)共同构成谐振腔；激光晶体和调Q器件位于输入镜与腔镜(1)之间；拉曼晶体和倍频晶体位于输出镜及腔镜(2)之间；输入镜、腔镜(2)均为平镜，腔镜(1)及输出镜为凹面镜，使得光路改变形成折叠腔；其中输入镜镀有泵浦光808nm透过率大于98%同时对于基频光1064nm及拉曼光 IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(1)镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99%的介质膜；腔镜(2)镀有对基频光1064nm及拉曼光IlSOnm反射率大于99% 同时对倍频光590nm反射率大于98%的介质膜；输出镜镀有对基频光1064nm及拉曼光 1178nm反射率大于99%同时对于590nm透过率大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旸，张行愚，王青圃，范书振，李雷，张远耕，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88