CN104868358B - 可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 - Google Patents
可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104868358B CN104868358B CN201510290930.XA CN201510290930A CN104868358B CN 104868358 B CN104868358 B CN 104868358B CN 201510290930 A CN201510290930 A CN 201510290930A CN 104868358 B CN104868358 B CN 104868358B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal
- light
- raman
- wavelength
- visible light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 142
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 26
- 229910017502 Nd:YVO4 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 12
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N trioxido(oxo)vanadium;yttrium(3+) Chemical compound [Y+3].[O-][V]([O-])([O-])=O QWVYNEUUYROOSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WBPWDGRYHFQTRC-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxycyclohexan-1-one Chemical compound CCOC1CCCCC1=O WBPWDGRYHFQTRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- 244000248349 Citrus limon Species 0.000 description 1
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- -1 tungstates Chemical compound 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器属于激光器领域。其特征在于：依次包括泵浦源LD、1‑3at.％掺杂的自拉曼晶体、BBO晶体和凹面镜OC，其中，自拉曼晶体泵浦端的高反射率镀膜与OC镜共同构成自拉曼谐振腔，实现基频光和级联Stokes光的同时激射；再通过对BBO晶体相位匹配角度的调节，有选择性地针对特定波长组合进行腔内倍频或和频作用，从而实现不同可见光波长的输出。本发明可根据需要在一台激光器中实现多波长可见光输出，这将有效拓展激光加工、精密测量、拉曼光谱仪等系统的材料适应性，解决目前一机带多台不同激光源造成的体积大、成本高的问题，为真正实现一机多能奠定技术基础。
Description
技术领域
本发明属于激光器领域。
背景技术
受激拉曼散射效应(Stimulated Raman Scattering,SRS)本质上是光在介质中的一种非弹性散射过程。入射光子的能量被物质原子吸收后，一部分能量仍以光子的形式辐射出来，而另外一部分能量则以声子的形式存储在晶格中，最终转化为热能。因此，辐射出来的光子能量减少，频率降低，波长变长，通常称之为Stokes光。作为一种重要的光学频率变换手段，SRS已经被广泛应用于激光器中，用来获得传统激光器中难以实现的新波长。
研究表明，具备拉曼频移特性能实现上述光学变换的固体材料种类繁多，包括：特殊掺杂的光纤和半导体材料，碘酸锂、硝酸钡、掺钕钒酸盐、钨酸盐、钼酸盐、Diamond、KTP等多种固体晶块。基于这些材料的SRS效应建立的全固态拉曼激光器不仅能输出新的波长，还具有体积小、效率高、光束质量好和稳定性强等优点，因此，受到国内外研究人员的广泛关注，催生了一大批新型固体激光光源，如中红外光纤拉曼激光器、半导体拉曼激光器、基于固体晶块的拉曼激光器等。
其中的基于掺钕钒酸盐晶体的自拉曼激光器的研究尤为惹人注目。此类激光器的特点是一块晶体既充当激光增益介质又充当拉曼增益介质，打破了传统拉曼激光器中必须借助两种增益介质才能实现的常规设计，既简化了谐振腔结构又降低了腔内损耗。相关研究对实现小型化、低阈值、高效率的新型固体激光光源而言影响深远。
研究发现了YVO4和GdVO4晶体的拉曼增益活性，在两者的主拉曼频移峰处，对应的拉曼增益系数较大，所实现的拉曼频移转换具有阈值低、效率高等优势。特别是经过离子掺杂后的Nd:YVO4和Nd:GdVO4晶体兼具激光增益和拉曼增益特性，是性能优良的自拉曼晶体材料。随着其生长技术和镀膜技术的不断提高，Nd:YVO4和Nd:GdVO4晶体的品质得以提高，制作成本逐步降低，已有成熟的产品投放市场。再加上此类晶体具有热光系数各向同性的优点，使得它们在固体自拉曼激光器的研究中备受青睐。
基于上述晶体的固体拉曼激光器已经实现了中红外波段新波长输出。然而，以上现有技术仍然面临阈值功率较高、系统体积较大、转换效率较低等诸多缺陷。
发明内容
本发明提出利用Nd:YVO4自拉曼激光器中高阶Stokes效应与腔内混频相结合，以实现可见光波段多个波长的选择性输出。这样一来，一台小型化高效率的自拉曼固体激光器可以根据需要输出不同波长，这对于激光加工、精密测量、拉曼光谱仪等系统具有十分重要的现实意义。它可以有效地拓展上述系统的材料适应性，支持在不同激光波长下对不同的样品进行检测、成像和加工，有助于解决现有条件下一机带多台不同激光源造成的系统庞大、成本较高的问题，为真正实现上述系统的“一机多能”奠定基础。
可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其特征在于：依次包括泵浦源LD、自拉曼晶体、BBO晶体和凹面镜OC，凹面镜OC面向腔内一侧镀有反射率膜和透过率膜；
自拉曼晶体切割方式为a轴切割，自拉曼晶体面向泵浦一侧的端面上镀有针对第一波段呈现反射性并且在第二波段呈现增透性的膜，晶体另一侧通光面镀有增透膜；
选用BBO晶体进行腔内倍频或和频作用,两个通光面镀有增透膜，BBO晶体切割角度采用一类相位匹配。
进一步，自拉曼晶体为Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Nd:LuVO4。
进一步，自拉曼晶体选用1-3at.％掺杂自拉曼晶体。
进一步，自拉曼晶体长度为1.5-4mm。
进一步，BBO晶体长度为3-5mm。
进一步，BBO晶体与凹面镜OC之前的空间间隙小于等于2mm。
进一步，BBO晶体切割角度为φ＝0°且θ小于等于23°。
进一步，自拉曼晶体和BBO晶体的长度比为0.4-1。
应用所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器的方法，其特征在于：
LD输出的泵浦光经过准直聚焦后入射到自拉曼晶体晶体中产生基频光；自拉曼晶体泵浦端高反射率镀膜、凹面镜OC两者共同构成基频光和Stokes光波段谐振腔；当腔内的基频光功率密度达到拉曼阈值时，首先产生一阶Stokes光，继续增大泵浦功率激发出二阶Stokes光；其中基频光和一阶Stokes光再经过BBO晶体二次倍频作用产生两种不同波长的光，基频光和一阶Stokes光两者经过和频作用产生另一波长的光；一阶Stokes光与二阶Stokes光经过BBO晶体和频作用产生第四种波长的光；通过控制BBO的相位匹配角度，即可实现不同可见光波长之间的切换。
本发明原理如下：
首先，利用Nd:YVO4晶体的自拉曼效应产生基频光和级联Stokes光的同时激射：
如图1所示，本发明采用半导体激光二极管(LD)端面泵浦直线型Nd:YVO4自拉曼激光器设计。其中，LD输出的808nm泵浦光经过准直聚焦后入射到Nd:YVO4晶体中产生1064nm基频光。Nd:YVO4晶体的泵浦端镀有1000-1500nm高反射率膜，凹面镜OC面向腔内一侧镀有1000-1500nm高反射率膜和500-800nm高透过率膜，两者共同构成基频光和Stokes光波段高品质谐振腔。由于Nd:YVO4晶体在890cm-1具有较高的拉曼增益系数，当腔内的基频光功率密度达到拉曼阈值时，首先产生1176nm一阶Stokes光，继续增大泵浦功率可以激发出1316nm二阶Stokes光。为使上述过程得以顺利进行，并实现较低的阈值功率和较高的转换效率，本发明对晶体参数的选择和谐振腔设计进行了下述分析和模拟：
Nd:YVO4晶体参数的选择：
晶体对泵浦光的吸收效率在很大程度上决定了激光器的转换效率，因此我们首先对Nd:YVO4晶体在不同掺杂浓度下对808nm泵浦光的吸收情况进行分析模拟。研究发现，808nm泵浦光沿1at.％Nd:YVO4晶体c轴偏振时，吸收系数较高αc＝37cm-1，而沿a轴偏振时，吸收系数下降为αa＝10cm-1。不同的吸收系数意味着不同的吸收深度，我们采用公式(3-1)和公式(3-2)来分别描述非线偏振泵浦光和线偏振泵浦光在晶体内部的衰减分布。
P(x)＝P0exp(-αx) (3-2)
式中P0代表注入到晶体中的初始泵浦光功率，x代表晶体内距离泵浦端面的深度，α代表泵浦吸收系数，P(x)代表晶体内部距离泵浦端面x处所剩余的泵浦光功率。
计算结果如图2所示，从左下至右上依次代表泵浦沿c轴偏振、非线偏振泵浦、泵浦沿a轴偏振，纵坐标代表P(x)/P0。在同一块钒酸钇晶体中，沿c轴方向进行线偏振的泵浦光在晶体中的衰减最快，被吸收的最充分，吸收长度最短；沿a轴方向线偏振泵浦在晶体内部的衰减相对最慢，对应的吸收长度最长；非线偏振泵浦的吸收情况介于两者之间。
因此，实际激光器系统中，为保证晶体对泵浦光的高效率吸收，要使泵浦光的偏振方向与晶体c轴方向平行，此时，1at.％Nd:YVO4晶体的吸收长度理论值是0.27mm，3mm长的晶体理论上可实现99％以上的泵浦光吸收效率，这为本发明中自拉曼晶体的参数选择提供了重要参考。为缓解Nd:YVO4晶体中的热透镜效应，还要利用半导体制冷片或者循环水装置对晶体进行冷却。
短腔长直线型自拉曼谐振腔设计：
本发明采用1at.％掺杂的Nd:YVO4薄晶体构建短腔长自拉曼谐振腔，从而获得较小的腔内模式尺寸和较高的腔内功率密度，这对于降低拉曼阈值提高转换效率而言至关重要。这是基于以下理论建模分析得出的结论。
我们首先建立了上述实验系统的简化模型如图3，以便对谐振腔内的模式尺寸和激光阈值受哪些参数影响进行分析。这里我们将激光晶体中的热透镜效应简化为在晶体泵浦一端的一个薄透镜，其焦距为f，它与输入镜M1之间的空气间隙长度为lair1,晶体另一侧与输出镜M2之间的距离为lair2,晶体长度为lNd。在该简化模型中我们只考虑钒酸钇晶体的自拉曼腔。
简单起见，我们采用几何光学的方法对腔镜表面的模式尺寸进行计算。首先定义表观长度L1和L2分别为热透镜主平面与腔镜M1、M2之间的距离，整个谐振腔的表观长度L0则由(3-5)式表示。
激光腔稳定谐振条件中的两个参数g1和g2则记为：
其中n1和n2代表谐振腔内腔镜表面处的折射率，这里可认为它们都等于空气折射率nair＝1。将上述参数代入公式(3-8)即可求得基频光在输入镜表面处的模式尺寸ω1：
又根据一阶斯托克斯光谐振阈值的定义，我们可以通过(3-9)式得到相应的泵浦阈值功率Pth。其中TS和TF分别代表输出镜对斯托克斯光和基频光的透过率，LS和LF分别代表斯托克斯光场和基频光场的环路损耗，λP和λF分别是泵浦波长和基频光波长，gR是拉曼增益系数。
由图4a,图4b给出的理论模拟结果可知，随着钒酸钇晶体与输入镜M1之间的空气间隙缩短，M1表面的腔内模式尺寸减小，同时一阶Stokes光起振所需的泵浦阈值也呈现降低趋势。鉴于lair2和lair1的对称性，同理可以推断缩短晶体与输出镜之间的距离能产生同样的效果。这一结论进一步说明对于本发明所采用的端面泵浦直线型自拉曼激光器设计，缩短腔长可以带来如下好处：获得更小的模式尺寸，提高腔内功率密度，从而实现更低的拉曼阈值和更高的转换效率。发明人研究发现，BBO晶体与凹面镜OC之前的空间间隙(也即上述lair2)小于等于2mm时，使得整体谐振腔长小于15mm、优选小于12mm、特别是小于10mm，从而使得泵浦阈值功率Pth尽可能减小。
其次，调控非线性晶体相位匹配条件以实现不同可见光波长的选择性输出：
拉曼谐振腔内形成基频光、一阶Stokes和二阶Stokes光的同时激射之后，利用非线性晶体对不同波长组合进行倍频或者和频，即可得到覆盖红-绿波段的多个可见光波长输出，变换过程如图5所示。改变非线性晶体的相位匹配条件，让它只针对特定波长变换起作用，则可以实现不同输出波长之间的切换。
本发明提出BBO晶体角度调节方案来实现多色可见光输出。该晶体具有这样几个特点：它的有效非线性系数deff＝2.20pm/V,是LBO晶体非线性系数的近3倍，因此我们可以使用更短的晶体来实现高功率和高效率，从而进一步缩短腔长，降低阈值；它的相位匹配条件主要由晶体角度来决定，表1中给出了本实验要实现的四个可见光波长(622nm、588nm、559nm、532nm)对应的最佳相位匹配角的理论计算值。我们可以通过光学调整架微调BBO晶体角度，从而有选择地针对某一特定波长组合进行相位匹配，实现不同可见光的选择性输出。
考虑到BBO中的过强的非线性混频作用会导致Stokes光场被完全抑制，从而无法产生相应的可见光输出，因此BBO晶体的作用长度与Nd:YVO4晶体长度的比值不宜过大。发明人通过多次试验获知，自拉曼晶体和BBO晶体的长度比(也即BBO晶体的作用长度与Nd:YVO4晶体长度的比值之倒数)优选为0.3-1.2、优选为0.4-1、最佳为0.6。实施例中选用的BBO晶体的尺寸为横截面为4mm×4mm，长度为5mm，镀膜对1064nm,1176-1320nm，500-700nm等波长实现高透。切割角度为一类相位匹配θ＝21.5°,φ＝0°。由于BBO晶体一类相位匹配对环境温度并不敏感，因此该晶体无需温控，这大大简化了系统结构。这里的BBO晶体切割角度可以根据实际需要变换为表1中的任一值，只要能保证调整架的角度调节范围可以覆盖四个波长对应的值。换言之，BBO晶体切割角度采用一类相位匹配，具体数值依照所需输出波长进行选择。优选的，BBO晶体切割角度满足φ＝0°且θ小于等于23°，最佳数值如下表1所示。
表1 非线性晶体对不同波长进行倍频/和频时所需相位匹配条件
本发明的效果
将Nd:YVO4自拉曼效应与BBO晶体非线性相位匹配调控相结合，在一台激光器中实现多个可见光波长输出。利用短腔长紧凑型设计实现较小的模式尺寸和较低的拉曼阈值。BBO角度调节，结构简单，无需温控，波长转换较快。
附图说明
图1.Nd:YVO4自拉曼激光器示意图
图2理论计算不同偏振的808nm泵浦光在钒酸钇晶体中的衰减分布
图3基于Nd:YVO4晶体的连续自拉曼激光器简化模型
图4a理论模拟谐振腔中晶体与输入镜M1之间的空气间隔对镜面处模式尺寸的影响
图4b理论模拟谐振腔中晶体与输入镜M1之间的空气间隔对泵浦阈值功率的影响
图5利用级联Stokes效应与非线性混频(SHG/SFG)相结合实现多色可见光输出的波长变换示意图
具体实施方式
例1：
泵浦源LD是808nm半导体激光二极管，最大输出功率是20W，输出线偏振光。
选用1at.％掺杂的Nd:YVO4晶体作为自拉曼晶体，尺寸4mm×4mm(横截面)×3mm(长)，其切割方式为a轴切。晶体两个透光面镀有808nm的增透膜，其中面向泵浦一侧镀有1000-1500nm高反射率膜，另一侧镀有1000-1350nm的增透膜，最大限度降低腔内损耗。泵浦光的偏振方向与晶体c轴平行，以获得较大的泵浦吸收。为缓解Nd:YVO4晶体中的热透镜效应，还要将Nd:YVO4晶体置于铜热沉中利用半导体制冷片或者循环水装置对晶体进行冷却，温度控制在25℃左右。
选用BBO晶体进行腔内倍频/和频作用(SHG/SFG),晶体横截面为4mm×4mm，长度为5mm，两个通光面镀膜对1064nm,1176-1320nm，500-700nm等波长实现高透。切割角度为一类相位匹配θ＝22.1°,φ＝0°。由于BBO晶体一类相位匹配对环境温度并不敏感，因此该晶体无需温控，
系统基本工作流程为：LD输出的808nm泵浦光经过准直聚焦后入射到Nd:YVO4晶体中产生1064nm基频光。Nd:YVO4晶体的泵浦端镀有1000-1500nm高反射率膜，凹面镜OC面向腔内一侧镀有1000-1500nm高反射率膜和500-800nm高透过率膜，两者共同构成基频光和Stokes光波段高品质谐振腔。由于Nd:YVO4晶体在890cm-1具有较高的拉曼增益系数，当腔内的基频光功率密度达到拉曼阈值时，首先产生1176nm一阶Stokes光，继续增大泵浦功率可以激发出1316nm二阶Stokes光。其中1064nm基频光和1176nm一阶Stokes光再经过BBO晶体二次倍频作用分别产生532nm绿光和588nm黄光，两者经过和频作用会产生559nm柠檬光；1176nm一阶Stokes光与1316nm二阶Stokes光经过BBO晶体和频作用会产生622nm红光。通过精确控制BBO的相位匹配角度，即可实现不同可见光波长之间的切换。
目前利用本发明技术获得的初步结果如下：在3.8W泵浦功率下激光器获得的532nm、559nm、588nm可见光输出功率分别为560mW、600mW和200mW，对应的泵浦到可见光的转换效率分别为：14.7％，15.8％和5.3％。其中532nm绿光对应的泵浦阈值在0.02W左右，559nm柠檬光和588nm黄光对应的泵浦阈值功率均为0.3W。相比较大尺寸晶体和高功率泵浦系统中实现的2.5W左右的阈值功率，本发明采用的薄晶体短腔长设计在降低阈值功率方面的优势得以证实。
例2：
上述Nd:YVO4晶体还可以由Nd:GdVO4,Nd:LuVO4等自拉曼晶体来代替；
选用2at.％掺杂的Nd:GdVO4晶体作为自拉曼晶体，尺寸4mm×4mm(横截面)×4mm(长)，其切割方式为a轴切。晶体两个透光面镀有808nm的增透膜，其中面向泵浦一侧镀有1000-1500nm高反射率膜，另一侧镀有1000-1350nm的增透膜，最大限度降低腔内损耗。泵浦光的偏振方向与晶体c轴平行，以获得较大的泵浦吸收。为缓解Nd:GdVO4晶体中的热透镜效应，还要将Nd:GdVO4晶体置于铜热沉中利用半导体制冷片或者循环水装置对晶体进行冷却，温度控制在25℃左右。
选用BBO晶体进行腔内倍频/和频作用(SHG/SFG),晶体横截面为4mm×4mm，长度为4mm，两个通光面镀膜对1064nm,1176-1320nm，500-700nm等波长实现高透。切割角度为一类相位匹配θ＝21.5°,φ＝0°。由于BBO晶体一类相位匹配对环境温度并不敏感，因此该晶体无需温控，
系统基本工作流程同例1。同样效果也证明了采用的薄晶体短腔长设计在降低阈值功率方面的优势。
Claims (6)
1.可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其特征在于：依次包括泵浦源LD、自拉曼晶体、BBO晶体和凹面镜OC，凹面镜OC面向腔内一侧镀有反射率膜和透过率膜；
自拉曼晶体切割方式为a轴切割，自拉曼晶体面向泵浦一侧的端面上镀有针对第一波段呈现反射性并且在第二波段呈现增透性的膜，晶体另一侧通光面镀有增透膜；
选用BBO晶体进行腔内倍频或和频作用,两个通光面镀有增透膜，BBO晶体切割角度采用一类相位匹配；
自拉曼晶体选用1-3at.％掺杂自拉曼晶体；
自拉曼晶体长度为1.5-4mm。
自拉曼晶体和BBO晶体的长度比为0.4-1。
2.根据权利要求1所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其特征在于：自拉曼晶体为Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Nd:LuVO4。
3.根据权利要求1所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其特征在于：BBO晶体长度为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其中，BBO晶体与凹面镜OC之前的空间间隙小于等于2mm。
5.根据权利要求1所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器，其中，BBO晶体切割角度为φ＝0°且θ小于等于23°。
6.应用如权利要求1-5任意一项所述的可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器的方法，其特征在于：
LD输出的泵浦光经过准直聚焦后入射到自拉曼晶体晶体中产生基频光；自拉曼晶体泵浦端高反射率镀膜、凹面镜OC两者共同构成基频光和Stokes光波段谐振腔；当腔内的基频光功率密度达到拉曼阈值时，首先产生一阶Stokes光，继续增大泵浦功率激发出二阶Stokes光；其中基频光和一阶Stokes光再经过BBO晶体二次倍频作用产生两种不同波长的光，基频光和一阶Stokes光两者经过和频作用产生另一波长的光；一阶Stokes光与二阶Stokes光经过BBO晶体和频作用产生第四种波长的光；通过控制BBO的相位匹配角度，即可实现不同可见光波长之间的切换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510290930.XA CN104868358B (zh) | 2015-05-31 | 2015-05-31 | 可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510290930.XA CN104868358B (zh) | 2015-05-31 | 2015-05-31 | 可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104868358A CN104868358A (zh) | 2015-08-26 |
| CN104868358B true CN104868358B (zh) | 2018-11-02 |
Family
ID=53914002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510290930.XA Expired - Fee Related CN104868358B (zh) | 2015-05-31 | 2015-05-31 | 可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104868358B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105281196A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-01-27 | 温州大学 | 一种红、黄、绿三色激光设备 |
| CN107069395A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-18 | 温州大学 | 一种多波长可选激光眼底治疗仪 |
| CN107863682B (zh) * | 2017-11-15 | 2019-12-24 | 江苏师范大学 | 实现1064nm到多波长红光的非线性光学变频装置 |
| CN108923236B (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 山东大学 | 一种基于钕离子掺杂的钒酸盐晶体激光器 |
| CN110333220B (zh) * | 2019-07-15 | 2021-01-12 | 天津大学 | 磷烯晶向的识别方法、装置及电子设备 |
| CN112928588B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-11-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种多波长激光器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201234057Y (zh) * | 2008-06-30 | 2009-05-06 | 山东大学 | 自拉曼倍频全固体黄光激光器 |
| CN101540473A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-23 | 山东大学 | 温度调谐型固体拉曼激光器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2005287885B2 (en) * | 2004-09-23 | 2011-06-09 | Macquarie University | A selectable multiwavelength laser for outputting visible light |
| AU2007240113B2 (en) * | 2006-04-13 | 2012-09-13 | Macquarie University | Continuous-wave laser |
-
2015
- 2015-05-31 CN CN201510290930.XA patent/CN104868358B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201234057Y (zh) * | 2008-06-30 | 2009-05-06 | 山东大学 | 自拉曼倍频全固体黄光激光器 |
| CN101540473A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-09-23 | 山东大学 | 温度调谐型固体拉曼激光器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《半导体激光端面抽运Nd:YVO4自拉曼和频559nm激光》;段延敏等;《中国激光》;20130510;第40卷(第5期);第0502002-2页第1栏第3段-第2栏第1段，第0502002-3页第1栏第2段，图1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104868358A (zh) | 2015-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104868358B (zh) | 可见光波段多波长可调型固体拉曼激光器 | |
| Bosenberg et al. | High‐efficiency and narrow‐linewidth operation of a two‐crystal β‐BaB2O4 optical parametric oscillator | |
| JP2657525B2 (ja) | 光混合による空胴内における干渉性光放射の生成方法及び装置 | |
| CN103618205B (zh) | 一种全固态单纵模黄光激光器 | |
| CN106229806B (zh) | 拉曼黄光泵浦的可调谐金绿宝石激光器 | |
| EP3641081A1 (en) | Phonon band edge emission-based all solid state high power slab laser | |
| CN107046222A (zh) | 一种实现相近双波长输出的内腔光学参量振荡器 | |
| Liu et al. | 1.5 μm Eye-safe self-optical parametric oscillator with composite resonator based on Nd3+-doped MgO: PPLN | |
| Lin et al. | Diode-pumped high-power continuous-wave intracavity frequency-doubled Pr3+: YLF ultraviolet lasers around 349 nm | |
| CN103794293B (zh) | 一种基于磷酸钛氧钾晶体的太赫兹参量源及其应用 | |
| Li | Multiwavelength visible laser based on the stimulated Raman scattering effect and beta barium borate angle tuning | |
| Wei et al. | 202 W dual-end-pumped Tm: YLF laser with a VBG as an output coupler | |
| CN106410582B (zh) | 一种人眼安全波段连续输出的共享腔光参量振荡器 | |
| CN202737315U (zh) | 一种高能量激光倍频调q装置 | |
| Wei et al. | Wavelength tunability of tandem optical parametric oscillator based on single PPMgOLN crystal | |
| Li et al. | Optical and laser properties of Pr3+: YLF crystal | |
| Chen et al. | 2.79 μm Cr, Er: YSGG laser with a high energy realized by thermal bonding and concave end-face | |
| Shen et al. | 108-W diode-end-pumped slab Tm: YLF laser with high beam quality | |
| Weng et al. | Electro-optically Q-switched Tm/Ho: YLF laser via polarization separation between the Tm laser and Ho laser in a coupled cavity | |
| Zhu et al. | All-solid-state dual end pumped Nd: YAG/LBO yellow green laser with 10.8 W output power at 561 nm | |
| Li et al. | LD pumped intracavity frequency-doubled and frequency-stabilized Nd: YAP/KTP laser with 1.1 W output at 540 nm | |
| CN102664344A (zh) | 一种高能量激光倍频调q装置 | |
| CN105048280B (zh) | 一种基于砷酸钛氧钾晶体的斯托克斯光源及其工作方法与应用 | |
| CN103618206A (zh) | 一种全固态单纵模黄光激光器 | |
| Li et al. | High-efficiency nanosecond optical parametric oscillator with the stable ring configuration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181102 |