本发明专利技术公开了一种全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其入射平面1064nm全反射镜的水平光路上依次设置有BBO晶体电光调Q开关、布儒斯特镜、激光增益介质、脉冲LD侧面泵浦模块、1064nm激光输出镜、LBO倍频晶体、45°分光镜、λ/2波片、聚焦透镜、579nm黄光激光反射镜、KGW拉曼晶体和579nm黄光激光输出镜。本发明专利技术采用脉冲半导体激光（LD）侧面泵浦多晶Nd:YAG陶瓷棒、BBO晶体电光调Q、同步延迟脉冲信号触发、LBO晶体腔外倍频等关键技术，获得了产生峰值功率高达370kW、窄脉冲宽度小于15ns的532nm绿光激光，利用该波段激光端面泵浦KGW拉曼晶体，从而可以获得重复频率1kHz、脉冲宽度10ns左右、峰值功率超过200kW的高峰值功率、窄脉冲宽度的579nm黄色拉曼激光输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高峰值功率、窄脉冲宽度的全固态579nm黄光拉曼激光器，属于激光
技术介绍
550nm-600nm黄光波段激光在医疗、演示、卫星导引、水下探测等领域具有不可替代的应用价值。目前产生此波段的激光器有铜蒸汽激光器、染料黄光激光器、半导体激光器、双波长和频激光器。铜蒸汽激光器结构复杂、转换效率低，为了获得铜蒸汽，须采用电热装置将铜加热到1500° C的温度，必须使用能耐高温并有良好真空气密性能的氧化铝材料做外壳，并在其外面绕上电热丝来加热管内金属。这种激光器工作温度相当高，存在着严重的工艺问题。染料黄光激光器功率低、安全性差、染料有毒且易退化、能量消耗高、 性能不稳定、激光循环冷却系统复杂等缺点制约了它的发展。半导体激光器理论上可产生 477nm-600nm波段内的任何波长的激光，但是对于每个目标波长，半导体发光材料都要经过特殊的设计，成本高昂。双波长和频激光器方面，主要是利用非线性晶体在谐振腔内对掺钕工作物质的1. 06 μ m和1. 31 μ m谱线和频产生590nm附近的谱线，输出波长单一，输出功率和转换效率较低，应用范围有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高峰值功率、窄脉冲宽度的全固态579nm黄光拉曼激光器，本专利技术采用外置拉曼谐振腔型和高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm绿光激光端面泵浦KGW拉曼晶体实验方案，532nm绿光激光经过KGW拉曼晶体拉曼频移后获得脉冲重复频率 1kHz、脉冲宽度IOns左右、峰值功率超过200kW的高峰值功率、窄脉冲宽度的579nm黄色拉曼激光输出。本专利技术具有体积小、效率高、结构紧凑、工作安全的优点，克服了现有技术的不足。实现本专利技术的技术方案是这样解决的一种全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其入射平面1064nm全反射镜(1)的水平光路上依次设置有BBO晶体电光调Q开关(2)、布儒斯特镜(3)、激光增益介质(4)、脉冲LD侧面泵浦模块(5)、1064nm激光输出镜(7)、LBO倍频晶体(8)、45°分光镜(9)、λ/2 波片(10)、聚焦透镜(ll)、579nm黄光激光反射镜(12)、KGW拉曼晶体(13)和579nm黄光激光输出镜(14);同步延迟脉冲信号发生器(6)向脉冲LD侧面泵浦模块(5)的电源和BBO晶体电光调Q开关(2)的驱动电源提供延迟触发脉冲信号。所述的BBO晶体电光调Q开关(2)使用BBO电光晶体，重复率在ΙΗζ-ΙΟΟΟΗζ之间连续可调。所述的激光增益介质(4)为多晶Nd:YAG陶瓷棒，棒的直径为3mm，棒的长度为 65mm0所述的脉冲LD侧面泵浦模块(5)为脉冲808nm半导体激光三向泵浦模块，脉冲重复率在I-IOOOHz范围内可调。所述的1064nm激光输出镜(7)针对1064nm基频光的透过率T=40%。所述的LBO倍频晶体(8)为I类角度相位匹配LBO晶体，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。所述的579nm黄光激光反射镜(12)为平面镜，对532nm增透，对555nm、579nm高反，T>90%i532nm & R>97%i555nm & R>97%@579nm。所述的KGW拉曼晶体(13)晶体尺寸为4X4X40mm3，晶体沿b轴切割，晶体两个光学端面镀有450nm-650nm增透膜，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。所述的579nm黄光输出镜(14)为平面镜，对532nm、555nm高反，对579nm部分透射，R>99. 5%i532nm & R>97%@555nm & T>50%@579nm。上述全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器产生激光方法，包括以下步骤1)激光增益介质(4)吸收脉冲LD侧面泵浦模块(5)提供的808nm半导体激光能量后， 产生受激荧光辐射，辐射的荧光在平面全反射镜(1)与1064nm激光输出镜(7)之间的光学元件构成的谐振腔内放大后形成稳定的1064nm脉冲基频光振荡；2)由同步延迟脉冲信号发生器(6)向脉冲LD侧面泵浦模块(5)的电源和BBO晶体电光调Q开关(2)的驱动电源提供脉冲信号，通过调节两个信号的延迟触发时间，保证LD发射 808nm脉冲泵浦光与BBO晶体退压精确同步，获得重复率在1-lOOOHz、窄脉冲宽度的1064nm 脉冲激光输出；3)1064nm基频光由1064nm激光输出镜(7)耦合输出，并单次经过LBO倍频晶体(8)的二次非线性频率转换，变化为532nm的倍频绿光；未转化的1064nm基频光和532nm倍频光沿光路传播，经过45°分光镜(9)后，1064nm基频光被反射，沿垂直光轴方向传播，532nm倍频绿光透射，仍沿光轴传播，并依次通过λ /2波片(10)、聚焦透镜(11 )、579nm黄光激光反射镜(12)、KGff拉曼晶体(13)，最终到达579nm黄光输出端镜(14)；4)532nm的倍频光经聚焦透镜(11)聚焦后的焦点位于KGW拉曼晶体(13)的中心位置附近，当焦点附近的峰值功率密度达到KGW拉曼晶体(11)的一阶斯托克斯光受激拉曼散射阈值时，532nm的倍频光迅速产生拉曼频移，获得555nm的一阶斯托克斯黄光；555nm—阶斯托克斯黄光在由579nm黄光激光反射镜(12)、KGW拉曼晶体(13)和579nm黄光激光输出镜构成的拉曼谐振腔内振荡并积累能量，当一阶斯托克斯黄光在焦点附近的峰值功率密度达到KGW晶体的二阶斯托克斯光产生的阈值时，发生拉曼级联效应，555nm的一阶斯托克斯光迅速转化为579nm的二阶斯托克斯黄光，579nm二阶斯托克斯黄光激光经579nm黄光激光输出镜(14)耦合输出。 本专利技术的优点与积极效果(1)采用脉冲半导体激光(LD)侧面泵浦多晶Nd:YAG陶瓷棒、BBO晶体电光调Q、同步延迟脉冲信号触发、LBO晶体腔外倍频等关键技术，获得了产生峰值功率高达370kW、窄脉冲宽度小于15ns的532nm绿光激光，利用该波段激光端面泵浦 KGW拉曼晶体，从而可以获得重复频率1kHz、脉冲宽度IOns左右、峰值功率超过200kW的高峰值功率、窄脉冲宽度的579nm黄色拉曼激光输出；(2)采用外腔直型拉曼谐振腔设计。受激拉曼散射过程(SRS)在独立的拉曼谐振腔内进行，SRS非弹性散射引起拉曼晶体的热透镜效应不会对1064nm基频光谐振腔的输出稳定性造成影响，激光增益介质的热效应也不会影响拉曼谐振腔的输出稳定性。独立的拉曼谐振腔更为灵活，可以通过光学耦合系统与现有的532nm绿光激光器相结合，而不用对泵浦激光器做任何改动；(3) 532nm激光端面泵浦KGW晶体。532nm激光是偏振倍频光，采用此波长激光作为泵浦光避免了使用额外的起偏元件所引入的插入性损耗，泵浦效率高。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。 具体实施例方式下面结合图1对本专利技术作进一步说明。参见附图1所示，入射平面1064nm全反射镜(1)的水平光路上依次设置有BBO晶体电光调Q开关(2)、布儒斯特镜(3)、激光增益介质(4)、脉冲LD侧面泵浦模块(5)、同步延迟脉冲信号发生器(6)、1064nm输出镜(7)、LBO倍频晶体(8)、45°分光镜(9)、λ/2波片 (10)、聚焦透镜(l本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种全固态激光器泵浦的５７９ｎｍ黄光拉曼激光器，其特征在于，入射平面１０６４ｎｍ全反射镜（１）的水平光路上依次设置有ＢＢＯ晶体电光调Ｑ开关（２）、布儒斯特镜（３）、激光增益介质（４）、脉冲ＬＤ侧面泵浦模块（５）、１０６４ｎｍ激光输出镜（７）、ＬＢＯ倍频晶体（８）、４５°分光镜（９）、λ／２波片（１０）、聚焦透镜（１１）、５７９ｎｍ黄光激光反射镜（１２）、ＫＧＷ拉曼晶体（１３）和５７９ｎｍ黄光激光输出镜（１４）；同步延迟脉冲信号发生器（６）向脉冲ＬＤ侧面泵浦模块（５）的电源和ＢＢＯ晶体电光调Ｑ开关（２）的驱动电源提供延迟触发脉冲信号。
【技术特征摘要】
1.一种全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于，入射平面1064nm全反射镜(1)的水平光路上依次设置有BBO晶体电光调Q开关(2)、布儒斯特镜(3)、激光增益介质(4)、脉冲LD侧面泵浦模块(5)、1064nm激光输出镜(7)、LBO倍频晶体(8)、45°分光镜(9 )、λ /2波片(10 )、聚焦透镜(11)、579nm黄光激光反射镜(12 )、KGW拉曼晶体(13 )和 579nm黄光激光输出镜(14)；同步延迟脉冲信号发生器(6)向脉冲LD侧面泵浦模块(5)的电源和BBO晶体电光调Q开关(2)的驱动电源提供延迟触发脉冲信号。2.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于， BBO晶体电光调Q开关(2)使用BBO电光晶体，重复率在ΙΗζ-ΙΟΟΟΗζ之间连续可调。3.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于， 激光增益介质(4)为多晶Nd: YAG陶瓷棒，棒的直径为3mm，棒的长度为65mm。4.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于， 脉冲LD侧面泵浦模块(5)为脉冲808nm半导体激光三向泵浦模块，脉冲重复率在I-IOOOHz 范围内可调。5.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于， 1064nm激光输出镜(7)针对1064nm基频光的透过率T=40%。6.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的黄光拉曼激光器，其特征在于，LBO倍频晶体(8)为I类角度相位匹配LBO晶体，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。7.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于， 579nm黄光激光反射镜(12)为平面镜，对532nm增透，对555nm、579nm高反，T>90%@532nm & R>97%i555nm & R>97%@579nm。8.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其特征在于，KGW拉曼晶体(13)晶体尺寸为4X4X40mm3，晶体沿b轴切割，晶体两个光学端面镀有 450nm-650nm增透膜，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。9.根据权利要求书1所述的全固态激光器泵浦的5...
【专利技术属性】
技术研发人员：任兆玉，白杨，郭家锡，张豪磊，白晋涛，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：87
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