CN103618205A

CN103618205A - 一种全固态单纵模黄光激光器

Info

Publication number: CN103618205A
Application number: CN201310625053.8A
Authority: CN
Inventors: 李小丽; 谈宜东; 张书练
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: CN103618205B

Abstract

本发明涉及一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：泵浦源出射的泵浦光经过光学耦合系统准直聚焦并通过输入镜注入到自拉曼晶体，自拉曼晶体吸收泵浦光能量在自拉曼谐振腔中产生基频光；基频光在自拉曼谐振腔中往返传播通过布儒斯特窗口起偏形成线偏振光，λ/4波片组合用于使在其内侧的自拉曼晶体中传播的光是圆偏振光，同时使在其外侧传播的光是线偏振光，从而有效消除空间烧孔引起的多模振荡，保证单纵模基频光输出；当基频光光场强度逐渐增加达到拉曼阈值时，单纵模基频光经过自拉曼晶体自身的受激拉曼散射转换为单纵模Stokes光，该Stokes光再经过倍频晶体产生单纵模黄光，通过输出镜或分束镜输出到腔外。本发明可以广泛应用于全固态单纵模黄光激光器的制作过程中。

Description

一种全固态单纵模黄光激光器

技术领域

本发明涉及一种全固态激光器，特别是关于一种全固态单纵模黄光激光器。

背景技术

近年来，受激拉曼散射效应作为一种有效的变频手段，被广泛应用于全固态激光器的设计中拓展激光器输出光谱，其中备受关注的是内腔式自拉曼激光器。它的特点是利用一块晶体同时充当激光增益介质和拉曼增益介质，极大地简化了谐振腔结构，减少了腔内表面个数，有效降低腔内损耗，特别适用于小型化、低阈值、高效率的拉曼激光器。随着晶体生长与掺杂技术的不断提高，既具备激光活性又具备拉曼活性的自拉曼晶体不断涌现，自拉曼激光器的研究取得了重要进展。据已有报道，研究人员在全固态连续式自拉曼激光器中获得了4.3W黄光输出，调Q式自拉曼激光器能够输出的黄光最大平均功率已经达到7.93W，转换效率接近30%。

但是，现有自拉曼激光器面临的一个重要问题是谐振腔内存在多纵模振荡，导致激光器输出功率不稳定，输出光谱包含多条谱线。已有的利用标准具或者体光栅等选模元件对激光器的线宽加以控制的方法，存在选模元件制作难度高，泵浦功率或是腔长变化容易破坏单纵模运转等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种从根本上消除空间烧孔引起的多模振荡，在自拉曼谐振腔中实现单纵模黄光稳定输出的全固态单纵模黄光激光器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：它包括一泵浦源、一光学耦合系统和一自拉曼谐振腔，所述自拉曼谐振腔包括一输入镜、一输出镜、一自拉曼晶体、一扭转模腔结构、一分束镜和一倍频晶体，所述扭转腔膜结构包括一布儒斯特窗口和一平行设置在所述自拉曼晶体两侧的λ/4波片组合；所述泵浦源出射的泵浦光经过所述光学耦合系统的准直聚焦，并通过所述输入镜注入到所述自拉曼晶体中，所述自拉曼晶体吸收泵浦光能量在所述自拉曼谐振腔中产生基频光；基频光在所述自拉曼谐振腔中往返传播通过所述布儒斯特窗口起偏形成线偏振光，所述λ/4波片组合使在其内侧的所述自拉曼晶体中传播的光是圆偏振光，同时使在其外侧传播的光是线偏振光；当基频光光场强度增加到拉曼阈值时，基频光经过所述自拉曼晶体自身的受激拉曼散射转换为Stokes光，Stokes光通过所述分束镜注入到所述倍频晶体中，所述倍频晶体对Stokes光进行倍频后产生单纵模黄光，单纵模黄光通过所述输出镜或分束镜输出到所述自拉曼谐振腔外。

所述分束镜两侧镀有基频光和Stokes光增透膜，面向所述输出镜一侧镀有黄光高反射膜，所述分束镜将透射的激光发送到所述倍频晶体进行倍频，所述输入镜、自拉曼晶体、扭转模腔结构、分束镜、倍频晶体和输出镜构成直线型自拉曼谐振腔，所述单纵模黄光由所述输出镜输出。

所述分束镜朝向腔内一侧镀有基频光和Stokes光高反射膜，同时还镀有黄光增透膜，所述分束镜将反射的激光发射到所述倍频晶体进行倍频，所述输入镜、自拉曼晶体、扭转模腔结构、分束镜、倍频晶体和输出镜构成折叠型自拉曼谐振腔，所述单纵模黄光由所述分束镜输出。

所述自拉曼晶体采用各向同性晶体或沿特殊轴向生长或切割的各向异性晶体；所述自拉曼晶体的两个通光面都镀有对泵浦光、基频光和Stokes光的增透膜。

所述自拉曼晶体采用沿C轴切割的钒酸盐晶体或键合晶体中的一种，所述沿C轴切割的钒酸盐晶体包括掺钕钒酸钇、掺钕钒酸钆和掺钕钒酸镥；所述沿C轴切割的键合晶体包括YVO₄/Nd:YVO₄、GdVO₄/Nd:GdVO₄和LuVO₄/Nd:LuVO₄。

所述倍频晶体采用三硼酸锂、β相偏硼酸钡、硼酸铋和磷酸钛氧钾中的一种，所述倍频晶体两端镀有基频光、Stokes光以及500nm～600nm波段的增透膜。

所述光学耦合系统包括一耦合光纤、一准直透镜和一聚焦透镜，所述泵浦源将输出的泵浦光经耦合光纤耦合后发送到所述准直透镜准直成平行光，平行光发射到所述聚焦透镜聚焦进入所述自拉曼谐振腔。

所述两个λ/4波片和布儒斯特窗口的中心波长与基频光波长相对应，所述λ/4波片采用零级波片和多级波片中的一种。

所述输入镜上镀有泵浦光增透膜和基频光、Stokes波段的高反射膜。

当采用直线型自拉曼谐振腔时，所述输出镜镀有基频光和Stokes波段高反射膜以及500nm～600nm波段增透膜；当采用折叠型自拉曼谐振腔时，所述输出镜镀有基频光、Stokes光和500nm～600nm波段的高反射膜。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置有一扭转模腔结构，扭转模腔结构包括有布儒斯特窗口和平行设置在自拉曼晶体两侧的λ/4波片；基频光在自拉曼谐振腔中往返传播通过布儒斯特窗口起偏形成线偏振光，λ/4波片组合使在其内侧的自拉曼晶体中传播的光是圆偏振光，同时使在其外侧传播的光是线偏振光，因此本发明将扭转模结构引入自拉曼固体激光器，消除了现有自拉曼黄光激光器中普遍存在的多纵模振荡现象，保证基频光工作在单纵模模式，实现了单纵模黄光输出,提高了全固态黄光激光器输出的稳定性和谱线纯净度，具有体积小、光束质量好及输出稳定的优点。2、本发明的自拉曼晶体同时具备激光活性和拉曼活性，同一块自拉曼晶体既充当激光增益介质又充当拉曼增益介质，因此本发明利用特殊晶体的自拉曼效应减少腔内元件数目，不会引入额外的相位差，简化系统结构，降低腔内损耗。本发明可以广泛应用于全固态单纵模黄光激光器的制作过程中。

附图说明

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

图1是本发明基于直线型的全固态单纵模黄光激光器的光路结构示意图，其中虚线箭头表示基频光和Stokes光的传播路径，黑色实线箭头表示黄光传播路径；

图2是本发明基于折叠型的全固态单纵模黄光激光器的光路结构示意图，其中虚线箭头表示基频光和Stokes光的传播路径，黑色实线箭头表示黄光传播路径。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明的全固态单纵模黄光激光器包括一泵浦源1、一光学耦合系统2和一自拉曼谐振腔3；自拉曼谐振腔3包括一输入镜31、一输出镜32、一自拉曼晶体33、一扭转模腔结构34、一分束镜35和一倍频晶体36，扭转腔膜结构34包括一布儒斯特窗口和平行设置在自拉曼晶体33两侧的λ/4波片组合；泵浦源1出射的泵浦光经过光学耦合系统2的准直聚焦作用后，通过输入镜31注入到自拉曼晶体33中，其中，泵浦光传播过程中依次经过的输入镜31、λ/4波片以及自拉曼晶体33的通光面均镀有泵浦光增透膜，以保证泵浦光低损耗传输和自拉曼晶体对泵浦光的高效吸收。自拉曼晶体33吸收泵浦光能量后，低能级粒子跃迁到高能级，形成粒子数反转分布，当泵浦功率达到激光阈值时，自拉曼谐振腔3中产生基频光谐振。基频光在自拉曼谐振腔3中往返传播通过布儒斯特窗口形成线偏振光，自拉曼晶体3两侧的λ/4波片组合保证了设置在λ/4波片组合内侧的自拉曼晶体33中传播的光是圆偏振光，λ/4波片组合外侧传播的光是线偏振光，保证基频光工作在单纵模模式；当基频光光场强度逐渐增加已达到拉曼阈值时，基频光经过自拉曼晶体33自身存在的受激拉曼散射过程，转换为波长更长的Stokes光，Stokes光通过分束镜35注入到倍频晶体36中，倍频晶体36根据设定的倍频条件对单纵模Stokes光进行二次倍频后产生单纵模黄光，单纵模黄光通过输出镜32或分束镜35输出到自拉曼谐振腔3外。

在一个优选的实施例中，扭转模腔结构34用于消除自拉曼晶体33空间烧孔效应引起的多模振荡，保证激光器的单纵模输出，λ/4波片组合中包括两个相同的λ/4波片，第一λ/4波片341和第二λ/4波片342（为了方便描述将两个波片进行区分），两个λ/4波片的中心波长与基频光波长相对应，同时保证对基频光和Stokes光波长都有较高的透过率，可以采用现有的具有对基频光和Stokes光波长都有较高通过率的λ/4波片，也可以对λ/4波片镀增透膜，具体不作限定，既可以是零级波片也可以是多级波片；布儒斯特窗口343用于对基频光起偏形成线偏振光，并保证某一方向的线偏振光穿过布儒斯特窗口而阻挡其它方向的线偏振光。线偏振光的每一次往返传播都会经过两个λ/4波片各两次，以起点设在输入镜31一端为实施例说明基频光往返一次的传播过程，以布儒斯特窗口343设置在第二λ/4波片342与分束镜35之间说明此光路传播过程：线偏振基频光经过第一λ/4波片341变为圆偏振光注入到自拉曼晶体33，从自拉曼晶体33出射的圆偏振光经过第二λ/4波片342变为线偏振光，该方向的线偏振光顺利通过布儒斯特窗口343后经过分束镜35和倍频晶体36入射到输出镜32，由于输出镜32镀有基频光波长的高反射膜，基频光按原路反射回来，依次通过分束镜35、布儒斯特窗口343、第二λ/4波片342、第一λ/4波片341实现逆向偏振态转换，最后经输入镜31反射回到起点。

另外，布儒斯特窗口343还可以设置在输入镜31与第一λ/4波片341之间，上述光路传播过程为：基频光经过布儒斯特窗口343顺利让某一方向的线偏振光通过后并经第一λ/4波片341变为圆偏振光注入到自拉曼晶体33，从自拉曼晶体33出射的圆偏振光经过第二λ/4波片342变为线偏振光后经分束镜35和倍频晶体36入射到输出镜32，基频光按原路反射回来，依次通过分束镜35、第二λ/4波片342、第一λ/4波片341，变回线偏振光后再通过布儒斯特窗口343，最后经输入镜31反射回到起点。当布儒斯特窗口343设置在输入镜31与第一λ/4波片341之间时，布儒斯特窗口343要保证对泵浦光具有高透过率，以保证自拉曼晶体对泵浦光的高效吸收。

在一个优选的实施例中，为了抑制自拉曼晶体3中的热载荷引起的热透镜效应，同时控制晶体温度使系统处于最佳工作状态，本发明还可以包括一晶体冷却装置，晶体冷却装置为现有技术，它包括一夹持晶体用的金属块和一水冷循环系统，金属块内有管道连通循环流动的水冷循环系统。使用时，将自拉曼晶体和倍频晶体的四周分别采用铟箔包裹后放置在金属块中，通过金属块内循环流动的冷却水使自拉曼晶体和倍频晶体达到降温的目的。本发明的晶体冷却装置还可以采用半导体制冷片（TEC），使用时，将自拉曼晶体和倍频晶体的四周分别采用铟箔包裹后放置在金属块中，通过金属块与半导体制冷片连接使自拉曼晶体和倍频晶体达到冷却的目的。

在一个优选的实施例中，分束镜35既可以透射激光也可以反射激光。当分束镜35将透射的激光发送到倍频晶体36进行倍频，输入镜31、自拉曼晶体33、扭转模腔结构34、分束镜35、倍频晶体36和输出镜32构成直线型自拉曼谐振腔3，此时分束镜35两侧均镀有基频光和Stokes光增透膜，面向输出镜32一侧还镀有黄光高反射膜，黄光由输出镜32输出（如图1所示）。当分束镜35将反射的激光发射到倍频晶体36进行倍频，输入镜31、自拉曼晶体33、扭转模腔结构34、分束镜35、倍频晶体36和输出镜32构成折叠型自拉曼谐振腔3，此时分束镜35朝向腔内一侧镀有基频光和Stokes光高反射膜，同时还镀有黄光增透膜，黄光由分束镜35输出（如图2所示）。

在一个优选的实施例中，自拉曼晶体33同时具备激光活性和拉曼活性，同一块自拉曼晶体既充当激光增益介质又充当拉曼增益介质。为保证扭转模结构对偏振态的转换，自拉曼晶体33不能引入额外的相位差，因此它可以采用各项同性晶体或者沿特殊轴向切割的晶体，例如：自拉曼晶体33可以是沿C轴切割的下列钒酸盐晶体中的一种：掺钕钒酸钇（Nd:YVO₄）,掺钕钒酸钆（Nd:GdVO₄）、掺钕钒酸镥（Nd:LuVO₄)；还可以采用下列沿C轴切割的键合晶体中的一种：YVO₄/Nd:YVO₄、GdVO₄/Nd:GdVO₄、LuVO₄/Nd:LuVO₄。自拉曼晶体33的镀膜要最大限度降低腔内损耗，因此自拉曼晶体33两个通光面都镀有对泵浦光、基频光和Stokes光的增透膜，自拉曼晶体33的掺杂浓度和尺寸可以根据需要选择不同的参数，在此不做限定。

在一个优选的实施例中，倍频晶体36用来倍频Stokes光以产生黄光，可以采用下列晶体中的一种：三硼酸锂（LBO）,β相偏硼酸钡（BBO），硼酸铋(BIBO)，磷酸钛氧钾(KTP)。选择倍频晶体时要根据Stokes波长下二次倍频对应的相位匹配条件来选择倍频晶体的切割角度以及环境温度，在此不作限定，同时倍频晶体36的两端镀有1000nm～1200nm波段以及500nm～600nm波段的增透膜以降低腔内损耗。

在一个优选的实施例中，泵浦源1可以采用现有的泵浦源，泵浦源可以采用LD端面泵浦，它包括激光二极管、驱动电源和冷却装置；泵浦源还可以采用LD侧面泵浦，它包括LD侧泵模块、驱动电源和冷却装置，其为现有技术，在此不再赘述。

在一个优选的实施例中，输入镜31上镀有泵浦光增透膜和1000nm～1200nm波段的高反射膜，输入镜31可以采用平面镜或曲面镜，当采用曲面镜时，曲率半径的选取满足稳定谐振腔条件。

在一个优选的实施例中，当采用直线型自拉曼谐振腔3时，输出镜32镀有1000nm～1200nm高反射膜和500nm～600nm波段的增透膜；当采用折叠型自拉曼谐振腔3时，输出镜32镀有1000nm～1200nm和500nm～600nm波段的高反射膜。输出镜32可以采用平面镜或曲面镜，当采用曲面镜时，曲率半径的选取满足稳定谐振腔条件。

在一个优选的实施例中，光学耦合系统2包括一耦合光纤21、一准直透镜22和一聚焦透镜23，泵浦源1将输出的泵浦光经耦合光纤耦合后发送到准直透镜22准直成平行光，平行光发射到聚焦透镜23聚焦进入自拉曼谐振腔3。

在一个优选的实施例中，增透膜是对指定波长的透过率应大于80%，以100%为理想上限，高反射膜对指定波长的反射率应大于80%，以100%为理想上限。

下面通过具体的实施例对本发明的全固态单纵模黄光激光器的工作过程进行详细说明：

实施例1：

本实施例的全固态单纵模黄光激光器的各光学元件的具体选型参数为：泵浦源1采用LD端面泵浦源，激光二极管提供808nm泵浦光，最大输出功率为20W，自带冷却装置；光学耦合系统2中的耦合光纤芯径采用Φ200，数值孔径0.22，准直和聚焦透镜均镀有808nm增透膜；输入镜31采用平面镜，平面镜外侧镀有808nm增透膜，内侧镀有1000nm～1200nm高反射膜，反射率大于90%；输出镜32采用凹面镜，凹面镜的曲率半径为100mm，输出镜32的内侧镀有500nm～600nm可见光波段增透膜，同时镀有1000nm～1200nm高反射膜，反射率大于90%；第一λ/4波片341对808nm透过率大于90%，对基频光和Stokes光透过率大于90%；第二λ/4波片342对基频光和Stokes光透过率大于90%。布儒斯特窗口343对1000～1200nm波段P偏振光透过率大于90%，并阻止S偏振光通过；自拉曼晶体33采用c轴切割的掺钕钒酸钆Nd:GdVO₄，掺杂浓度为0.5at.%，自拉曼晶体尺寸为4×4×10mm，自拉曼晶体33的两个通光面上镀有808nm和1000～1200nm波段的增透膜，自拉曼晶体33的温度控制在25℃左右；分束镜35采用平面镜，两侧镀有1000nm～1200nm增透膜，保证基频光和Stokes光低损耗通过，分束镜朝向输出镜的一侧镀有500～600nm可见光高反射膜；倍频晶体36采用β相偏硼酸钡（BBO）用于对Stokes光进行倍频产生黄光，倍频晶体36的切割角度满足Ⅰ类相位匹配条件θ=21.5°，

倍频晶体36尺寸为4×4×5mm，两端通光面镀1000～1200nm和500～600nm波段增透膜，自拉曼晶体33和倍频晶体36均采用铟箔包裹放置在金属块里，本实施例的晶体冷却方式采用水冷循环系统进行冷却，温度控制在25℃左右。

如图1所示，本实施例1的全固态单纵模黄光激光器采用直线型自拉曼谐振腔3，LD泵浦源1发射的808nm泵浦光经光学耦合系统2的准直及聚焦作用后，通过输入镜31进入自拉曼谐振腔3，Nd:GdVO₄晶体33吸收泵浦光能量后，形成粒子数反转分布。当泵浦功率达到激光阈值时，自拉曼谐振腔3中产生1064nm基频光，基频光在自拉曼谐振腔3中往返传播，经布儒斯特窗口343起偏为线偏振光，同时设置在Nd:GdVO₄晶体3两侧的λ/4波片组合实现激光偏振态的转换，保证Nd:GdVO₄晶体33中传播的光是圆偏振光，λ/4波片组合外侧的光是线偏振光。当基频光光场强度逐渐增加，达到拉曼阈值时，单纵模基频光经过Nd:GdVO₄晶体33自身存在的受激拉曼散射过程，转换为单纵模Stokes光。单纵模Stokes光经过布儒斯特窗口343和分束镜35后注入到BBO晶体36中进行倍频产生单纵模黄光，单纵模黄光经输出镜32输出。

实施例1的变形例1：

本实施例与实施例1相同的结构和参数选型基本相同，唯一不同的是自拉曼晶体33选用c轴切割的Nd:YVO₄，掺杂浓度为1at.%，尺寸为4×4×10mm。Nd:YVO₄晶体的两个通光面上镀有808nm和1000～1200nm波段的增透膜，Nd:YVO₄晶体的温度控制在25℃左右；倍频晶体36采用硼酸铋BIBO，晶体的切割角度满足Ⅰ类相位匹配条件θ=177.3°，尺寸为4×4×5mm，两端通光面镀1000～1200nm和500～600nm波段增透膜，硼酸铋BIBO温度控制在室温，以便实现最佳倍频效率，具体的光路传播过程与实施例1完全相同，在此不再赘述。

实施例1的变形例2：

本实施例与实施例1相同的结构和参数选型基本相同，唯一不同的是自拉曼晶体33选用c轴切割的Nd:LuVO₄，掺杂浓度为0.3at.%,晶体尺寸为4×4×20mm，Nd:LuVO₄的两个通光面上镀有808nm和1000～1200nm波段的增透膜，Nd:LuVO₄的温度控制在25℃左右；倍频晶体36采用三硼酸锂(LBO)，切割角度满足Ⅰ类相位匹配条件θ=90°，

尺寸为4×4×5mm，两端通光面镀1000～1200nm和500～600nm波段增透膜，三硼酸锂(LBO)温度控制在室温，以便实现最佳倍频效率。

实施例2：

本实施例中的泵浦源1、自拉曼晶体33、倍频晶体36、输入镜31以及扭转模腔设计和参数选择均与实施例1完全相同，与实施例1的区别在于自拉曼谐振腔采用折叠型，基频光和Stokes光传播光路为折线，输出镜32镀有500～600nm和1000～1200nm高反射膜，分束镜35镀有1000～1200nm高反射膜和500～600nm增透膜；本实施例的全固态单纵模黄光激光器与实施例1的光路传播过程基本相同，不同的是：经分束镜35反射的单纵模Stokes光注入到倍频晶体36中，倍频产生单纵模黄光，单纵模黄光发射到输出镜被其反射由分束镜35透射输出。

实施例2的变形例1：

本实施例与实施例2相同的结构和参数选型基本相同，只是自拉曼晶体33选用c轴切割的Nd:YVO₄，掺杂浓度为2at.%,晶体尺寸为4×4×10mm，Nd:YVO₄晶体的两个通光面上镀有808nm和1000～1200nm波段的增透膜，Nd:YVO₄晶体的温度控制在25℃左右；倍频晶体36采用三硼酸锂(LBO)，切割角度满足Ⅰ类相位匹配条件θ=90°，

，尺寸为4×4×5mm，两端通光面镀1000～1200nm和500～600nm波段增透膜，温度控制在室温，以便实现最佳倍频效率。

实施例2的变形例2：

本实施例与实施例2相同的结构和参数选型基本相同，只是自拉曼晶体33选用c轴切割的Nd:LuVO₄，掺杂浓度为0.5at.%,晶体尺寸为4×4×15mm，Nd:LuVO₄晶体的两个通光面上镀有808nm和1000～1200nm波段的增透膜，Nd:LuVO₄晶体的温度控制在25℃左右；倍频晶体36采用硼酸铋BIBO，切割角度满足Ⅰ类相位匹配条件θ=177.6°，

，尺寸为4×4×5mm，两端通光面镀1000～1200nm和500～600nm波段增透膜，晶体温度控制在室温，以便实现最佳倍频效率。

上述各实施例中，本发明的所有光学部件在使用过程中均可以采用相应的外部支架进行定位，本发明对每一光学元件的具体位置不作限定，可以根据具体实验要求进行调整，但是所有的光学元件组合形成的光路传播必须与本发明的光路传播一致，满足本发明对生物样品的照射和检测要求。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：它包括一泵浦源、一光学耦合系统和一自拉曼谐振腔，所述自拉曼谐振腔包括一输入镜、一输出镜、一自拉曼晶体、一扭转模腔结构、一分束镜和一倍频晶体，所述扭转腔膜结构包括一布儒斯特窗口和一平行设置在所述自拉曼晶体两侧的λ/4波片组合；

所述泵浦源出射的泵浦光经过所述光学耦合系统的准直聚焦，并通过所述输入镜注入到所述自拉曼晶体中，所述自拉曼晶体吸收泵浦光能量在所述自拉曼谐振腔中产生基频光；基频光在所述自拉曼谐振腔中往返传播通过所述布儒斯特窗口起偏形成线偏振光，所述λ/4波片组合使在其内侧的所述自拉曼晶体中传播的光是圆偏振光，同时使在其外侧传播的光是线偏振光；当基频光光场强度增加到拉曼阈值时，基频光经过所述自拉曼晶体自身的受激拉曼散射转换为Stokes光，Stokes光通过所述分束镜注入到所述倍频晶体中，所述倍频晶体对Stokes光进行倍频后产生单纵模黄光，单纵模黄光通过所述输出镜或分束镜输出到所述自拉曼谐振腔外。

2.如权利要求1所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述分束镜两侧镀有基频光和Stokes光增透膜，面向所述输出镜一侧镀有黄光高反射膜，所述分束镜将透射的激光发送到所述倍频晶体进行倍频，所述输入镜、自拉曼晶体、扭转模腔结构、分束镜、倍频晶体和输出镜构成直线型自拉曼谐振腔，所述单纵模黄光由所述输出镜输出。

3.如权利要求1所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述分束镜朝向腔内一侧镀有基频光和Stokes光高反射膜，同时还镀有黄光增透膜，所述分束镜将反射的激光发射到所述倍频晶体进行倍频，所述输入镜、自拉曼晶体、扭转模腔结构、分束镜、倍频晶体和输出镜构成折叠型自拉曼谐振腔，所述单纵模黄光由所述分束镜输出。

4.如权利要求1或2或3所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述自拉曼晶体采用各向同性晶体或沿特殊轴向生长或切割的各向异性晶体；所述自拉曼晶体的两个通光面都镀有对泵浦光、基频光和Stokes光的增透膜。

5.如权利要求4所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述自拉曼晶体采用沿C轴切割的钒酸盐晶体或键合晶体中的一种，所述沿C轴切割的钒酸盐晶体包括掺钕钒酸钇、掺钕钒酸钆和掺钕钒酸镥；所述沿C轴切割的键合晶体包括YVO₄/Nd:YVO₄、GdVO₄/Nd:GdVO₄和LuVO₄/Nd:LuVO₄。

6.如权利要求1或2或3或5所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述倍频晶体采用三硼酸锂、β相偏硼酸钡、硼酸铋和磷酸钛氧钾中的一种，所述倍频晶体两端镀有基频光、Stokes光以及500nm～600nm波段的增透膜。

7.如权利要求1或2或3或5所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述光学耦合系统包括一耦合光纤、一准直透镜和一聚焦透镜，所述泵浦源将输出的泵浦光经耦合光纤耦合后发送到所述准直透镜准直成平行光，平行光发射到所述聚焦透镜聚焦进入所述自拉曼谐振腔。

8.如权利要求1或2或3或5所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述两个λ/4波片和布儒斯特窗口的中心波长与基频光波长相对应，所述λ/4波片采用零级波片和多级波片中的一种。

9.如权利要求1或2或3或5所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：所述输入镜上镀有泵浦光增透膜和基频光、Stokes波段的高反射膜。

10.如权利要求1或2或3或5所述的一种全固态单纵模黄光激光器，其特征在于：当采用直线型自拉曼谐振腔时，所述输出镜镀有基频光和Stokes波段高反射膜以及500nm～600nm波段增透膜；当采用折叠型自拉曼谐振腔时，所述输出镜镀有基频光、Stokes光和500nm～600nm波段的高反射膜。