一種多波長全固態(tài)黃光激光器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種實現(xiàn)多波長激光全固態(tài)黃光激光器，該多波長全固態(tài)拉曼倍頻黃光激光器由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)與諧振腔組成，諧振腔包括輸入鏡、Yb:GdAl3(BO3)4晶體、調(diào)Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性晶體、輸出鏡依次排列組成。通過泵浦源泵浦雙波長激光晶體Yb:GdAl3(BO3)4和調(diào)Q元件，產(chǎn)生短脈沖的雙波長基頻光震蕩，再利用KGd(WO4)2晶體具有兩個拉曼位移譜線的特點，實現(xiàn)兩種多波長黃色激光輸出方案，一種方案輸出波長為倍頻光566nm、578nm和和頻572nm激光，第二種為倍頻光575nm、569nm以及和頻572nm激光。這種激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定、高效的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有黃光激光器波長單一的不足。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種由一塊雙波長激光晶體在同一個腔內(nèi)實現(xiàn)兩個基波，并由具有兩條增益譜線的拉曼晶體輸出四個波長的一階斯托克斯拉曼光，并由這四個波長的激光通過非線性晶體產(chǎn)生的位于黃光波段的倍頻光與和頻光，實現(xiàn)多波長黃色激光輸出的多波長的激光器。
技術(shù)介紹
黃光波段的激光接近人眼最敏感的波長(555nm)，該波段的激光輻射在生物醫(yī)學(xué)、空間目標(biāo)探測和識別、雷達(dá)、激光顯示、化學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但是目前并沒有合適的激光增益介質(zhì)能直接產(chǎn)生黃色激光，因此可見，黃色激光的產(chǎn)生是目前激光界的一個難題。目前絕大多數(shù)產(chǎn)生全固態(tài)黃光的技術(shù)是通過半導(dǎo)體泵浦一個摻釹離子的激光增益介質(zhì)實現(xiàn)1064nm附近的激光，并通過拉曼晶體實現(xiàn)波長為1100-1200nm的一階斯托克斯拉曼光，再通過非線性光學(xué)晶體實現(xiàn)波長為550-600nm波段的倍頻黃光輸出。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對目前黃色拉曼激光存在的波長單一的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效、穩(wěn)定的多波長全固態(tài)黃光激光器。本專利技術(shù)的多波長全固態(tài)黃光激光器，采用如下的技術(shù)方案:該多波長全固態(tài)黃光激光器由泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)與諧振腔組成，諧振腔包括輸入鏡、Yb:GdAl3(BO3)4晶體、調(diào)Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性晶體、輸出鏡依次排列組成。Yb:GdAl3(BO3)4晶體、KGd(WO4)2晶體與非線性晶體的兩端均鍍有950-1200nm、550-600nm波段的增透膜，輸入鏡鍍有950-980高透膜、1040-1200nm和550-600nm高反膜，輸出鏡鍍有1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。半導(dǎo)體泵譜光通過光學(xué)耦合系統(tǒng)后通過輸入鏡聚焦于晶體內(nèi)部，并通過調(diào)Q元件實現(xiàn)波長為1042nm與1047nm附近的短脈沖雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體(增益位移為768cm-1和901cm-1)，形成拉曼激光，通過90°旋轉(zhuǎn)KGd(WO4)2晶體會有兩種匹配方式，分別是1042nm匹配768cm-1、1047nm匹配901cm-1和1042nm匹配901cm-1、1047nm匹配768cm-1，這兩種匹配分別形成1133nm、1156nm與1150nm、1138nm的兩種雙偏振雙波長輸出，再通過非線性晶體(采用非臨界相位匹配切割的LBO、KTP等晶體)，實現(xiàn)兩種多波長拉曼光倍頻激光輸出，第一種為倍頻光566nm、578nm和和頻572nm激光，第二種為倍頻光575nm、569nm以及和頻572nm激光。本專利技術(shù)采用了Yb:GdAl3(BO3)4雙波長激光晶體，結(jié)合雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體，實現(xiàn)了腔內(nèi)拉曼倍頻的方式產(chǎn)生了多種黃色波段激光譜線的發(fā)射，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高效、穩(wěn)定的優(yōu)點。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的全固態(tài)拉曼倍頻黃光激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1、泵浦光源，2、光學(xué)耦合系統(tǒng)，3、輸入鏡，4、Yb:GdAl3(BO3)4激光晶體，5、調(diào)Q元件，6、拉曼晶體KGd(WO4)2，7、非線性晶體8、輸出鏡具體實施方式實施例1如圖1所示，本專利技術(shù)的全固態(tài)拉曼倍頻黃光激光器，包括泵浦光源1、光學(xué)耦合系統(tǒng)2、輸入鏡3、雙偏振雙波長Yb:GdAl3(BO3)4激光晶體4、調(diào)Q元件5、KGd(WO4)2拉曼晶體6、LBO非線性光學(xué)晶體7、輸出鏡8。泵浦光源采用波長為976nm的半導(dǎo)體激光器，光學(xué)耦合系統(tǒng)的耦合參數(shù)為1:1，輸入鏡鍍膜為950-980高透膜，1040-1200nm和550-600nm高反膜，Yb:GdAl3(BO3)4晶體的通光方向為b方向，c軸放置于水平方向，調(diào)Q元件可以采用電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q或者被動調(diào)Q等，拉曼KGd(WO4)2晶體的放置為通光方向為Np軸，豎直方向為Nm軸，水平方向為Ng軸，LBO采用非臨界相位匹配切割，Yb:GdAl3(BO3)4、KGd(WO4)2、LBO均鍍950-1200nm、550-600nm波段的增透膜，輸出鏡鍍膜為1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。本實施例中Yb:GdAl3(BO3)4的晶體尺寸為3×3×2mm3，KGd(WO4)2晶體尺寸為5×5×24mm3，LBO尺寸為5×5×2mm3，這些晶體也可以根據(jù)具體需求換成其他各種類型的尺寸。本實施例中的腔結(jié)構(gòu)為直腔，長度為70mm，根據(jù)具體需求換成其他類型的腔結(jié)構(gòu)或其他尺寸。本實施例中，半導(dǎo)體泵譜光通過光學(xué)耦合系統(tǒng)后通過輸入鏡聚焦于晶體內(nèi)部，實現(xiàn)波長為1042nm與1047nm附近的雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體形成拉曼激光，其波長分別為1133nm、1156nm，再通過非線性LBO晶體實現(xiàn)566nm、578nm以及和頻光572nm的激光輸出。上述激光器在泵浦能量為2W時，獲得了102mW的566nm、135mW的578nm和42mW的572nm的激光輸出。實施例2本實施例的光路設(shè)置與實施例1相同，僅僅通過Yb:GdAl3(BO3)4晶體或者KGd(WO4)2晶體以通光方向為軸旋轉(zhuǎn)90°。本實施例中，半導(dǎo)體泵譜光通過光學(xué)耦合系統(tǒng)后通過輸入鏡聚焦于晶體內(nèi)部，實現(xiàn)波長為1042nm與1047nm附近的雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體形成拉曼激光，其波長分別為1150nm、1138nm，再通過非線性LBO晶體實現(xiàn)575nm、569nm以及和頻光572nm的激光輸出。上述激光器在泵浦能量為2W時，獲得了142mW的575nm、189mW的569nm和54mW的572nm的激光輸出。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種多波長全固態(tài)黃光激光器，包括泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)與諧振腔，其特征在于采用Yb:GdAl3(BO3)4與調(diào)Q元件產(chǎn)生短脈沖雙波長雙偏振激光，再通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體產(chǎn)生一階斯托克斯拉曼光并再通過非線性晶體倍頻或和頻產(chǎn)生多波長黃光。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多波長全固態(tài)黃光激光器，包括泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)與諧振腔，其特
征在于采用Yb:GdAl3(BO3)4與調(diào)Q元件產(chǎn)生短脈沖雙波長雙偏振激光，再通
過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體產(chǎn)生一階斯托克斯拉曼光并再通
過非線性晶體倍頻或和頻產(chǎn)生多波長黃光。
2.如權(quán)利要求1所述的多波長全固態(tài)黃光激光器，其特征在于所述諧振腔依次
由輸入鏡、Yb:GdAl3(BO3)4晶體、調(diào)Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性
晶體、輸出鏡排列組成。
3.如權(quán)利要求2所述的多波長全固態(tài)黃光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：游振宇，孫益堅，涂朝陽，徐金龍，朱昭捷，王燕，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：福建;35