CN103779766A - 单频固体拉曼激光器 - Google Patents

Abstract

一种单频固体拉曼激光器，由泵浦激光器、泵浦耦合透镜组、第一腔镜、激光增益晶体、FP标准具、第二腔镜、拉曼增益晶体和第三腔镜组成。由于受激拉曼效应对激光波长无限制，因此在同样的结构下，可选取不同的激光增益晶体和拉曼增益晶体，从而实现宽波长范围内的单频拉曼激光输出。本发明结构简单紧凑，可实现常规单频固体激光器不能实现的激光波长。

Description

单频固体拉曼激光器

技术领域

本发明涉及单频固体激光器，特别是一种单频固体拉曼激光器。

技术背景

单频固体激光器在信息、遥感、国防等领域有着广泛而重要的应用，但受限于激光增益晶体的限制，激光输出波长范围有限[如T.J.Kane,R.L.Byer,Opt.Lett,10,65～67,(1985)]。拉曼激光器由于其紧凑、高效、稳定性好的特点，是实现激光波长拓展的一个重要技术方式。目前的常规拉曼激光器研究较多[如L.Fan,Y.X.Fan,Y.H.Duan,etal.,Appl.Phys.B94,553(2009)]，并已实现较高的拉曼激光功率输出，但输出的拉曼激光光谱一般较宽，不满足在信息、遥感等领域对激光线宽的某些特殊应用需求。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种单频固体拉曼激光器，该激光器具有全固态激光器结构，输出激光波长范围宽，结构紧凑等特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种单频固体拉曼激光器，包括泵浦激光器，沿所述的泵浦激光器输出光束的传播方向依次是泵浦耦合透镜组、第一腔镜、激光增益晶体、FP标准具、第二腔镜、拉曼增益晶体和第三腔镜，所述的第一腔镜和第三腔镜构成基频光谐振腔，所述的第二腔镜与第三腔镜构成拉曼光谐振腔，所述的第一腔镜镀有对泵浦光高透而对基频光高反的介质膜，所述的第二腔镜镀有对基频光高透而对拉曼光高反的介质膜，所述的第三腔镜镀有对基频光高反而对拉曼光透过率小于等于20%的介质膜，所述的泵浦激光器发出的激光通过泵浦耦合透镜组后的光斑为w0，所述的第一腔镜、第二腔镜和第三腔镜的曲率半径对应的基频光斑为w1，w0≈w1，即泵浦光与激光模式匹配。所述的FP标准具的相邻透射峰对应激光增益晶体增益谱中心处的增益差≥10%，所述的基频光谐振腔的相邻纵模对应FP标准具透过峰处的透过率差≥10%，所述的拉曼光谐振腔的相邻纵模对应拉曼增益晶体增益谱中心处的增益差≥10%。

所述的第二腔镜和第三腔镜由在所述的拉曼增益晶体的两端面镀介质膜来替换。

所述的FP标准具是一片FP标准具或两片FP标准具组合。

本发明的技术效果：

拉曼激光器由于其紧凑高效、稳定性好的优点，是实现激光波长范围拓展的重要技术手段。本发明将单频激光技术与拉曼激光技术相结合，采用单频固体拉曼激光器结构来获得新波长的单频激光输出。通过采用短的基频光谐振腔腔长，并在谐振腔内插入FP标准具，使得基频光为单频激光。同时采用短的拉曼光谐振腔腔长，并选择窄带增益谱的拉曼晶体，实现拉曼光的单频输出。该激光器结构采用不同激光增益晶体和拉曼增益晶体的组合，从而大大丰富了传统单频固体激光器的波长覆盖范围，且整体结构紧凑可靠，可获得广泛的应用。

附图说明

图1为本发明单频固体拉曼激光器结构示意图；

图中：1—泵浦激光器，2—泵浦耦合透镜组，3—第一腔镜，4—激光增益晶体，5—FP标准具，6—第二腔镜，7—拉曼增益晶体，8—第三腔镜。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明单频固体拉曼激光器结构示意图。由图可见，本发明单频固体拉曼激光器，包括泵浦激光器1，沿所述的泵浦激光器1输出光束的传播方向依次是泵浦耦合透镜组2、第一腔镜3、激光增益晶体4、FP标准具5、第二腔镜6、拉曼增益晶体7和第三腔镜8。所述的第一腔镜3和第三腔镜8构成基频光谐振腔，所述的第二腔镜6与第三腔镜8构成拉曼光谐振腔，所述的第一腔镜3镀有对泵浦光高透而对基频光高反的介质膜，所述的第二腔镜6镀有对基频光高透而对拉曼光高反的介质膜，所述的第三腔镜8镀有对基频光高反而对拉曼光透过率小于等于20%的介质膜。所述的泵浦激光器1发出的激光通过泵浦耦合透镜组2后的光斑为w0，所述的第一腔镜3、第二腔镜6和第三腔镜8的曲率半径对应的基频光斑为w1，w0≈w1，即泵浦光与激光模式匹配。所述的FP标准具5的相邻透射峰对应激光增益晶体4增益谱中心处的增益差≥10%，所述的基频光谐振腔的相邻纵模对应FP标准具5透过峰处的透过率差≥10%，所述的拉曼光谐振腔的相邻纵模对应拉曼增益晶体7增益谱中心处的增益差≥10%。

所述的第二腔镜6和第三腔镜8由在所述的拉曼增益晶体7的两端面镀介质膜来替换。

所述的FP标准具5是一片FP标准具或两片FP标准具组合。

下面举一个具体实施例介绍如下：

激光增益晶体4选取Nd:YAG晶体，拉曼增益晶体7选取Ba(NO3)2晶体，FP标准具5选取石英玻璃标准具，标准具端面镀1064nm部分反射膜，反射率35%，泵浦激光器1选取光纤耦合的808nm半导体激光器。Nd:YAG晶体掺杂为0.8%，长度为5mm，Ba(NO3)2晶体长度为20mm，Ba(NO3)2晶体两端面镀膜替换第二腔镜6和第三腔镜8，使拉曼激光谐振腔长为20mm，基频光谐振腔长为30mm。调节FP标准具5角度实现1064nm单频激光振荡，该激光泵浦Ba(NO3)2晶体，由于拉曼光谐振腔纵模间隔约为5GHz，而Ba(NO3)2晶体的增益谱宽约为12GHz，拉曼频移为1047cm-1，从而输出1197nm波长的单频拉曼激光。

Claims (3)

1.一种单频固体拉曼激光器，包括泵浦激光器（1），其特征在于沿所述的泵浦激光器（1）输出光束的传播方向依次是泵浦耦合透镜组（2）、第一腔镜（3）、激光增益晶体（4）、FP标准具（5）、第二腔镜（6）、拉曼增益晶体（7）和第三腔镜（8），所述的第一腔镜（3）和第三腔镜（8）构成基频光谐振腔，所述的第二腔镜（6）与第三腔镜（8）构成拉曼光谐振腔，所述的第一腔镜（3）镀有对泵浦光高透而对基频光高反的介质膜，所述的第二腔镜（6）镀有对基频光高透而对拉曼光高反的介质膜，所述的第三腔镜（8）镀有对基频光高反而对拉曼光透过率小于等于20%的介质膜，所述的泵浦激光器（1）发出的激光通过泵浦耦合透镜组（2）后的光斑为w0，所述的第一腔镜（3）、第二腔镜（6）和第三腔镜（8）的曲率半径对应的基频光斑为w1，w0≈w1，即泵浦光与激光模式匹配，所述的FP标准具（5）的相邻透射峰对应激光增益晶体（4）增益谱中心处的增益差≥10%，所述的基频光谐振腔的相邻纵模对应FP标准具（5）透过峰处的透过率差≥10%，所述的拉曼光谐振腔的相邻纵模对应拉曼增益晶体（7）增益谱中心处的增益差≥10%。

2.根据权利要求1所述的单频固体拉曼激光器，其特征在于所述的第二腔镜（6）和第三腔镜（8）由在所述的拉曼增益晶体（7）的两端面镀介质膜来替换。

3.根据权利要求1所述的单频固体拉曼激光器，其特征在于所述的FP标准具（5）是一片FP标准具或两片FP标准具组合。

Images