CN116260030A - 固体拉曼蓝光脉冲激光器 - Google Patents

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陈忆兰
陈晓
王明建
刘继桥
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Abstract

一种固体拉曼蓝光脉冲激光器，包括基频光源、沿该基频光源的激光输出方向依次是二分之一波片、法拉第隔离器、聚焦镜、拉曼谐振腔的前腔镜、拉曼晶体、分光镜、倍频晶体，拉曼激光器的后腔镜，反射镜,二分之一波片,反射镜,合束器及和频晶体。所述的基频光源通过拉曼晶体同时产生一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光通过腔内倍频的方式产生倍频光输出。耦合谐振腔产生的一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光的倍频光通过和频的方式产生蓝光激光脉冲。本发明采用通过拉曼激光器、腔内倍频随后和频的频率变换方式，提高蓝光激光器转化效率的同时具有较好的光束质量。

Description

固体拉曼蓝光脉冲激光器
技术领域
本发明属于新波长激光器技术领域，具体地说是涉及一种涉及腔内倍频及腔外和频的固体拉曼蓝光脉冲激光器
背景技术
蓝光激光在海洋探测、激光制冷、激光医学等领域具有广泛的应用，全固态激光器具有体积小、寿命长等优点，将其与非线性频率变换技术相结合，是目前常用的一种获得蓝光激光脉冲输出的方法。
目前，采用固体激光技术获得蓝光输出的方法包括：0.9微米激光倍频产生蓝光，355nm激光采用光参量振荡技术产生蓝光，0.9微米波段激光与1微米波段激光和频产生蓝光。
采用掺杂稀土离子的激光增益介质的0.9μm激光倍频可产生蜡光，但是0.9μm激光的发射截面较小，同时，0.9μm激光体系为准三能级结构，运转时存在再吸收损耗，限制其高功率激光输出。
掺杂稀土离子的激光增益介质发射的1.3μm激光通过三倍频同样可以获得蓝光输出，但是1.3μm与0.9μm存在增益竞争，限制其高功率激光输出。
利用固体激光非线性频率变换的方案是现阶段蓝光激光器的适宜方案，因此，采用掺杂稀土离子的1μm谱线作为基频激光，采用固体拉曼一品的方案解决了现有固体激光效率有限的问题，有利于实现高功率激光输出。
发明内容
本发明基于固体拉曼技术及腔内倍频、和频技术，提出了一种蓝光固体脉冲激光器，提高蓝光激光光谱稳定性的同时，也具有较好的光束质量。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供的一种固体拉曼蓝光脉冲激光器，其包括基频激光器、受激拉曼模块及和频模块。
所述的基频模块的基频模块产生激光为线偏振脉冲激光。受所述受激拉曼模块包括前腔镜，拉曼增益介质、分光镜、倍频晶体及后腔镜组成一个耦合腔的谐振腔结构，“L”型谐振腔用于产生一阶斯托克斯光，直腔用于通过腔内倍频的方式产生二阶斯托克斯光的倍频光。所述和频模块包括45度反射镜，合束器及和频晶体，用于将受激拉曼模块产生的一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光的倍频光进行和频，产生蓝光激光脉冲。
所述的聚焦镜为平凸镜或双凸镜，用于将基频光源输出的光聚焦于拉曼晶体的中心。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的拉曼晶体为固体拉曼介质中任意一种。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的倍频晶体为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的二分之一波片用来调整基频光的偏振方向。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的二分之一波片用来调整一阶斯托克斯光的偏振方向。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的反射镜镀有二阶斯托克斯光的倍频光45度入射高反膜。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的反射镜镀有一阶斯托克斯光45度入射高反膜。
所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的和频晶体为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
所述的法拉第隔离器为了防止回光对基频光源的器件造成损伤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用受激拉曼散射同时产生一阶及二阶斯托克斯光，并且利用腔内倍频技术，提高倍频效率，从而产生高效率蓝光激光脉冲。
附图说明
图1为本发明图
其中：1、基频源，2、二分之一波片，3、法拉第隔离器，4、聚焦镜，5、拉曼谐振腔前腔镜，6、拉曼晶体，7、分光镜，8、倍频晶体，9、拉曼谐振腔后腔镜，10、反射镜，11、二分之一波片，12、反射镜，13、合束器，14、和频晶体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应限制此发明的保护范围。
本发明提供的一种固体拉曼蓝光脉冲激光器，包括基频光源、沿该基频光源的激光输出方向依次是二分之一波片、法拉第隔离器、聚焦镜、拉曼谐振腔的前腔镜、拉曼晶体、分光镜、倍频晶体，拉曼激光器的后腔镜，反射镜,二分之一波片,反射镜,合束器及和频晶体。所述的基频光源通过拉曼晶体同时产生一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光，二阶斯托克斯光通过腔内倍频的方式产生倍频光输出。耦合谐振腔产生的一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光的倍频光通过和频的方式产生蓝光激光脉冲。
所述的基频模块的基频模块包括基频光源1、1/2波片2、法拉第隔离器3、1/2波片4，产生激光为线偏振脉冲激光。受所述受激拉曼模块包括前腔镜5，拉曼增益介质6、分光镜7、倍频晶体8及后腔镜9和11组成一个耦合腔的谐振腔结构，“L”型谐振腔用于产生一阶斯托克斯光，直腔用于通过腔内倍频的方式产生二阶斯托克斯光的倍频光。所述和频模块包括45度反射镜10和12，合束器及和频晶体，用于将受激拉曼模块产生的一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光的倍频光进行和频，产生蓝光激光脉冲。
所述的聚焦镜4为平凸镜或双凸镜，用于将基频光源1、、用于产生线偏振脉冲激光。
所述的拉曼晶体6为固体拉曼介质中任意一种。
所述的倍频晶体8为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
所述的二分之一波片2用来调整基频光的偏振方向。
所述的二分之一波片11用来调整一阶斯托克斯光的偏振方向。
所述的反射镜10镀有二阶斯托克斯光的倍频光45度入射高反膜。
所述的反射镜12镀有一阶斯托克斯光45度入射高反膜。
所述的和频晶体14为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
所述的法拉第隔离器为了防止回光对基频光源的器件造成损伤。
下面是本发明一个实施例的参数：
本发明固体拉曼蓝光脉冲激光器，所述的基频光源1为1064nm重复频率为2kHz的单频脉冲激光器，谐振腔的前腔镜5为凹面镜，谐振腔的后腔镜9为平镜，谐振腔的前腔镜5镀有1064nm增透膜、1240nm高反膜、1485nm高反膜、742.8nm高反膜，谐振腔的后腔镜9镀有1064nm增透膜、1240nm高反膜、1485nm高反膜、743nm高反膜，分光镜7镀有1240nm高反膜、1485nm增透膜、743nm增透膜。拉曼晶体6为4*1.2*7mm3的金刚石晶体，两端镀有1064nm、1240nm、1485nm及743nm增透膜，倍频晶体8为4*4*10mm3的三硼酸锂(LBO)晶体两端镀有1240nm、1485nm及743nm增透膜，切割角度为θ＝90°和φ＝5.4°，采用I类相位匹配方式。反射镜11镀有45度入射743nm高反膜。反射镜12镀有45度入射1240nm高反膜。合束器13镀有45度入射743nm增透膜、1240nm高反膜。和频晶体14镀有743nm增透膜、1240nm增透膜、464nm增透膜。切割角度为θ＝90°和φ＝18.6°。
经实验表明，本发明采用通过拉曼激光器、腔内倍频随后和频的频率变换方式，提高蓝光激光器转化效率的同时具有较好的光束质量。

Claims (10)

1.一种固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于，包括：
基频模块，用于产生线偏振脉冲激光；
受激拉曼模块，包括前腔镜，拉曼增益介质、分光镜、倍频晶体及后腔镜组成一个耦合腔的谐振腔结构，呈“L”型谐振腔用于产生一阶斯托克斯光，直腔用于通过腔内倍频的方式产生二阶斯托克斯光的倍频光；
和频模块，包括45度反射镜，合束器及和频晶体，用于将受激拉曼模块产生的一阶斯托克斯光及二阶斯托克斯光的倍频光进行和频，产生蓝光激光脉冲。
2.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的聚焦镜(4)为平凸镜或双凸镜，用于将基频光源(1)输出的光聚焦于拉曼晶体(6)的中心。
3.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的拉曼晶体(6)为固体拉曼介质中任意一种。
4.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的倍频晶体(8)为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
5.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的二分之一波片(2)用来调整基频光的偏振方向。
6.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的二分之一波片(11)用来调整一阶斯托克斯光的偏振方向。
7.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的分光镜(7)镀有45度入射一阶斯托克斯高反膜，二阶斯托克斯高透膜。
8.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的反射镜(10)镀有二阶斯托克斯光的倍频光45度入射高反膜。
9.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的反射镜(12)镀有一阶斯托克斯光45度入射高反膜。
10.根据权利要求1所述的固体拉曼蓝光脉冲激光器，其特征在于所述的和频晶体(14)为磷酸盐、硼酸盐倍频晶体中任意一种。
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