CN211017732U - 新型多波长固体拉曼激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型多波长固体拉曼激光器，包括机体，所述机体内从内至外依次设置有泵浦源、全反镜片、掺钕钒酸盐晶体、Q开关、中间镜片、第一BBO晶体、第二BBO晶体、第三BBO晶体和输出镜片，所述泵浦源、全反镜片、掺钕钒酸盐晶体、Q开关、中间镜片、第一BBO晶体、第二BBO晶体、第三BBO晶体和输出镜片的轴向中心线重合，所述全反镜片与输出镜片之间构成一个光振荡腔，所述第一BBO晶体、第二BBO晶体和第三BBO晶体的下端均设置有一个水平旋转调节台，每个水平旋转调节台调节放置在该水平旋转调节台上端面上的BBO晶体的通光方向。上述技术方案，结构设计合理、结构简单、光学元件少和稳定性好。

Description

新型多波长固体拉曼激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种新型多波长固体拉曼激光器。

背景技术

随着激光技术的发展，可见波段激光代替传统光源，被广泛应用于医疗、显示、舞台灯光等领域。可见绿色激光在科学研究、工业加工等方面，特别是海洋探测方面，都有着广泛的应用。可见黄色激光医学上可用于鲜红斑痣和眼科的激光治疗；在天文望远镜中可以替代传统的钠导信号光源；还可用于空间目标的探测与识别，而且在分子生物学、化学等领域也有着重要的应用。特别针对激光显示、舞台灯光等领域，需要多色可调激光光源。为实现多色可调激光光源，通常需要多台激光器集成的设备，转换不同颜色的激光过程中需要控制不同激光器的开关来实现，而且多台激光器成本非常高，系统不稳定。通常的可见波段固体激光是通过非线性光学晶体对近红外波段激光变频得到，所以为了得到多个波长的可见波段激光输出，需要多个变频系统，且设备结构复杂、体积大、制造成本高。前期基于单位晶体的波长可选激光光源，不能同时输出多个波长。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、光学元件少和稳定性好的新型多波长固体拉曼激光器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种新型多波长固体拉曼激光器，包括机体，所述机体内从内至外依次设置有泵浦源、全反镜片、掺钕钒酸盐晶体、Q开关、中间镜片、第一BBO晶体、第二BBO晶体、第三BBO晶体和输出镜片，所述泵浦源、全反镜片、掺钕钒酸盐晶体、Q开关、中间镜片、第一BBO晶体、第二BBO晶体、第三BBO晶体和输出镜片的轴向中心线重合，所述全反镜片与输出镜片之间构成一个光振荡腔，所述第一BBO晶体、第二BBO晶体和第三BBO晶体的下端均设置有一个水平旋转调节台，每个水平旋转调节台调节放置在该水平旋转调节台上端面上的BBO晶体的通光方向。

本实用新型进一步设置为：所述第一BBO晶体按匹配角度21.5°切割，所述第二BBO晶体按匹配角度22.1°切割，所述第三BBO晶体按匹配角度22.9°切割。

本实用新型还进一步设置为：所述第一BBO晶体、第二BBO晶体、第三BBO晶体的匹配角度为通光方向与各BBO晶体晶轴Z轴所构成的角度，且各BBO晶体的通光端面分别垂直各自匹配角度对应通光方向切割。

本实用新型还进一步设置为：所述掺钕钒酸盐晶体为掺钕钒酸钇晶体、掺钕钒酸镥晶体或掺钕钒酸钆晶体。

本实用新型还进一步设置为：所述全反镜片上镀有1.06微米和1.18微米波段激光高反，且同时对808纳米高透的膜；中间镜片上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的增透膜和从0.53到0.59微米波段激光的高反膜；输出镜片上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的高反膜和从0.53到0.59微米波段激光的高透膜。

本实用新型还进一步设置为：所述泵浦源为输出波长为808纳米或者880纳米的半导体激光器。

本实用新型还进一步设置为：所述水平旋转调节台的旋转角度为正负2度。

本实用新型还进一步设置为：所述Q开关是对1.06微米和1.18微米波段激光高透过率的声光Q开关或被动调Q开关。

本实用新型的优点是：与现有技术相比，本实用新型结构设置合理，本实用新型在机体的激光腔内放置三块BBO晶体，可实现三个波长同时输出或者两个波长同时输出或者三个波长各自单独输出等不同选择方案。特别在激光显示和灯光效果展示时可以实现不同颜色组合同时输出。结构设计合理、结构简单、光学元件少和稳定性好。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，本实用新型公开的一种新型多波长固体拉曼激光器，包括机体，所述机体内从内至外依次设置有泵浦源1、全反镜片2、掺钕钒酸盐晶体3、Q开关4、中间镜片5、第一BBO晶体6、第二BBO晶体7、第三BBO晶体8和输出镜片9，所述泵浦源1、全反镜片2、掺钕钒酸盐晶体3、Q开关4、中间镜片5、第一BBO晶体6、第二BBO晶体7、第三BBO晶体8和输出镜片9的轴向中心线重合，所述全反镜片2与输出镜片9之间构成一个光振荡腔，所述第一BBO晶体6、第二BBO晶体7和第三BBO晶体8的下端均设置有一个水平旋转调节台，每个水平旋转调节台调节放置在该水平旋转调节台上端面上的BBO晶体的通光方向。

作为优选的，所述第一BBO晶体6按匹配角度21.5°切割，所述第二BBO晶体7按匹配角度22.1°切割，所述第三BBO晶体8按匹配角度22.9°切割。所述第一BBO晶体6、第二BBO晶体7、第三BBO晶体8的匹配角度为通光方向与各BBO晶体晶轴Z轴所构成的角度，且各BBO晶体的通光端面分别垂直各自匹配角度对应通光方向切割。

所述掺钕钒酸盐晶体3为掺钕钒酸钇晶体、掺钕钒酸镥晶体或掺钕钒酸钆晶体。

所述全反镜片2上镀有1.06微米和1.18微米波段激光高反，且同时对808纳米高透的膜；中间镜片5上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的增透膜和从0.53到0.59微米波段激光的高反膜；输出镜片9上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的高反膜和从0.53到0.59微米波段激光的高透膜。

所述泵浦源1为输出波长为808纳米或者880纳米的半导体激光器。

所述水平旋转调节台的旋转角度为正负2度。

所述Q开关4是对1.06微米和1.18微米波段激光高透过率的声光Q开关或被动调Q开关。

实际应用时，所述全反镜片与输出镜片组成了基频光和各阶斯托斯光的振荡腔，实现基频激光和一阶斯托克斯光同时在振荡腔内振荡；通过水平旋转调节台微调旋转放置在各水平旋转调节台上端面上的BBO晶体，可使得BBO晶体的通光方向改变，使其偏离原定相位匹配角或满足其他波长输出所需相位匹配角度，从而达到输出激光多波长可选或同时输出的目的。

在泵浦源作用下，掺钕钒酸钇晶体在全反镜片和输出镜片组成的腔内形成1.06微米波段的基频光，并不断地振荡加强；当基频光强度达到掺钕钒酸钇晶体的拉曼转换阈值时，部分1.06微米波段的基频光通过一次拉曼频移产生1.18微米波段的一阶斯托克斯光，同时在全反镜片和输出镜片组成的腔内振荡加强。所以在全反镜片和输出镜片组成的腔内可同时存在着1.06微米波段的基频光和1.18微米波段的一阶斯托克斯光。Q开关主要用来实现调Q脉冲激光运转，提高腔内基频光和一阶斯托克斯光的峰值功率。

掺钕钒酸钇晶体对应波长混频对应BBO晶体匹配角度，参见表1，

波长组合	1064nm倍频	1064&1176nm和频	1176nm倍频
				输出波长	532nm	559nm	588nm
BBO晶体匹配角度	22.9°	22.1°	21.5°

表1

表1给出了理论计算得到的各波长混频对应BBO晶体匹配角度，该匹配角度就是实现“波长组合”中激光倍频或和频时，通光方向与晶体Z轴夹角对应的值。振荡腔内各个波长的激光通过微调BBO晶体的角度，使得通光方向与晶体Z轴夹角与表1中“BBO匹配角度”值对应，即可实现不同波长之间的和频或各自的倍频，从而实现向表1中“输出波长”对应波长的可见波段激光的转换，中间镜片用来反射反方向传输的可见波段激光，最终可见波段激光都由输出镜片输出。

当三块BBO晶体按各自匹配角度切割严格端面垂直通光方向放置时可获得三个波长同时输出，当微调三个晶体角度，可分别时间三个波长单波长或两两组合双波长激光输出。比如当晶体2和3沿同方向微调，使得通光方向与其晶轴Z轴夹角都满足21.5°匹配角度是输出但波长0.59微米橙光；当晶体1和2沿同方向微调，使得通光方向与其晶轴Z轴夹角都满足22.9°匹配角度是输出单波长0.53微米绿光；当晶体1和3沿同相反方向微调，使得通光方向与其晶轴Z轴夹角都满足22.1°匹配角度是输出但波长0.56微米黄光；当调偏其中一块晶体角度或将其调到另一个波长对应匹配角度将输出双波长激光。

本实用新型在机体的激光腔内放置三块BBO晶体，可实现三个波长同时输出或者两个波长同时输出或者三个波长各自单独输出等不同选择方案。特别在激光显示和灯光效果展示时可以实现不同颜色组合同时输出。结构设计合理、结构简单、光学元件少和稳定性好。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型多波长固体拉曼激光器，包括机体，其特征在于：所述机体内从内至外依次设置有泵浦源(1)、全反镜片(2)、掺钕钒酸盐晶体(3)、Q开关(4)、中间镜片(5)、第一BBO晶体(6)、第二BBO晶体(7)、第三BBO晶体(8)和输出镜片(9)，所述泵浦源(1)、全反镜片(2)、掺钕钒酸盐晶体(3)、Q开关(4)、中间镜片(5)、第一BBO晶体(6)、第二BBO晶体(7)、第三BBO晶体(8)和输出镜片(9)的轴向中心线重合，所述全反镜片(2)与输出镜片(9)之间构成一个光振荡腔，所述第一BBO晶体(6)、第二BBO晶体(7)和第三BBO晶体(8)的下端均设置有一个水平旋转调节台，每个水平旋转调节台调节放置在该水平旋转调节台上端面上的BBO晶体的通光方向。

2.根据权利要求1所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述第一BBO晶体(6)按匹配角度21.5°切割，所述第二BBO晶体(7)按匹配角度22.1°切割，所述第三BBO晶体(8)按匹配角度22.9°切割。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述第一BBO晶体(6)、第二BBO晶体(7)、第三BBO晶体(8)的匹配角度为通光方向与各BBO晶体晶轴Z轴所构成的角度，且各BBO晶体的通光端面分别垂直各自匹配角度对应通光方向切割。

4.根据权利要求3所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述掺钕钒酸盐晶体(3)为掺钕钒酸钇晶体、掺钕钒酸镥晶体或掺钕钒酸钆晶体。

5.根据权利要求4所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述全反镜片(2)上镀有1.06微米和1.18微米波段激光高反，且同时对808纳米高透的膜；中间镜片(5)上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的增透膜和从0.53到0.59微米波段激光的高反膜；输出镜片(9)上镀有1.06微米和1.18微米波段激光的高反膜和从0.53到0.59微米波段激光的高透膜。

6.根据权利要求5所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述泵浦源(1)为输出波长为808纳米或者880纳米的半导体激光器。

7.根据权利要求6所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述水平旋转调节台的旋转角度为正负2度。

8.根据权利要求7所述的一种新型多波长固体拉曼激光器，其特征在于：所述Q开关(4)是对1.06微米和1.18微米波段激光高透过率的声光Q开关或被动调Q开关。

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