BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器制造技術

本實用新型專利技術提供一種BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設置在輸出鏡的外側；BaTeMo2O9晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡和輸出鏡鍍膜。本實用新型專利技術使用BaTeMo2O9一種晶體代替拉曼晶體和倍頻晶體，在一塊晶體中以腔外諧振的方式實現了拉曼自倍頻，實現1064nm基頻光的拉曼轉換獲得1178nm附近的拉曼光，并實現對此拉曼光的倍頻，產生了589nm黃光激光，具有結構緊湊、高效、穩定的特點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種米用BaTeMo2O9晶體的全固態自倍頻黃光激光器,屬于全固態激光器

技術介紹
黃橙波段(560-600nm)激光接近人眼敏感的波長(555nm)，適合于激光顯示和照明，特別是在有霧氣情況下的大地測量以及這種準直場合的用途。黃光激光在醫學、雷達、光譜學、測海學、信息存儲和激光導航等方面具有重要的應用，已經成為激光器領域的研究熱點之一。但是由于目前無法通過激活離子直接躍遷產生黃光，因此，產生黃光波段的激光比產生其他波段的可見光要困難。目前，利用晶體的受激拉曼散射(SRS)效應，將1064nm激光頻移到1100-1200nm波段，再倍頻得到黃橙光是一種有效的方法。采用固態拉曼激光倍頻的方式得到黃橙光具有泵浦效率高、結構相對簡單、便于維護、容易得到高光束質量的 激光輸出。目前適用于產生1100_1200nm波段的拉曼晶體集中于三元的氧化物當中，主要包括鎢酸鹽(BaWO4, SrWO4),硝酸鹽(Ba (NO3) 2)，釩酸鹽(YV04，GdVO4)等。這些晶體獲得拉曼激光輸出后經過KTP或者LBO晶體實現倍頻，最終獲得黃橙光輸出。代表性的有以BaWO4,SrffO4為拉曼基質，以1064nm激光泵浦，產生1180nm —階斯托克斯拉曼光，經KTP或者LBO倍頻后獲得 590nm 黃橙激光；(H. M. Pask et. al，0pt. Lett. ,24,1490，1999.)以 Nd:YV04 晶體實現自拉曼激光，經KTP或者LBO進行倍頻，獲得586附近黃橙光。(A. J. Lee et. al，Opt.Express, 16, 21958, 2008.)在這些代表性的黃光拉曼激光輸出過程中，拉曼頻移和倍頻通過兩種晶體實現，激光器結構相對復雜、成本相對較高、調整難度較大。BaTeMo2O9晶體是一種新型功能晶體，屬于單斜晶系，空間群為P2p山東大學晶體所張衛國等人采用助熔劑法首次獲得大尺寸、高質量的單晶，并對其物理性能進行了研究。(Zhangff. , Tao X. , Zhang C. , Gao Z. , Zhang Y. ,Yu ff. , Cheng X. , Liu X. , and Jiang M.,Cryst. Growth Des. ,8,304,2008.)結果表明，該晶體具有優異的二階非線性光學性能和SRS效應。1064nm泵浦條件下，一階Stokes拉曼激光(1178nm附近)具有高效、穩定的輸出，并且可以實現此波長的非臨界位相匹配。此外，晶體具有高的損傷閾值、寬的透光波段，適中的機械性能、穩定的物理化學性能。
技術實現思路
本技術針對現有黃光拉曼激光輸出技術存在的結構復雜、成本較高、調整難度較大等不足，提供一種結構緊湊、高效、穩定的BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器。本技術的BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器,采用以下技術方案該拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設置在輸出鏡的外側；BaTeMo209晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡鍍有1064nm增透膜、570nm_590和1140nm_1185nm高反膜；輸出鏡鍛有1140nm_1185nm高反膜和570nm-590nm增透膜。泵浦光源是1064nm聲光或者電光調Q激光器。BaTeMo2O9晶體按照XOY平面內一類位相匹配或二類位相匹配方向加工。泵浦光源所產生的激光經過光闌后光斑大小 變為2_，通過旋光器調節后偏振方向與水平方向呈45°，經過輸入鏡進入BaTeMo2O9晶體中，實現受激拉曼散射產生1178nm拉曼光，所產生的1178nm拉曼光經過BaTeMo2O9晶體時同時產生自倍頻，獲得589nm黃橙光，1064nm激光經過輸出鏡全反射后再次實現1178nm拉曼光輸出，實現雙程泵浦，1178nm激光在諧振腔內振蕩，產生的589nm黃橙光由輸出鏡輸出。本技術使用BaTeMo2O9 —種晶體代替拉曼晶體和倍頻晶體，同時采用1064nm調Q激光泵浦，在一塊晶體中以腔外諧振的方式實現了拉曼自倍頻，實現1064nm基頻光的拉曼轉換獲得1178nm附近的拉曼光，并實現對此拉曼光的倍頻，成功產生了 589nm黃光激光，具有結構緊湊、聞效、穩定的特點。附圖說明圖I是本技術BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器的結構示意圖。其中1、泵浦光源，2、光闌，3、旋光器，4、輸入鏡，5、輸出鏡，6、濾波片，7、BaTeMo209晶體。具體實施方式實施例I如圖I所示,本技術的BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器,包括泵浦光源I、光闌2、旋光器3和諧振腔。電光調Q的Nd: YVO4激光器I、光闌2、旋光器3和諧振腔依次排列在一起。諧振腔包括輸入鏡4、BaTeMo209晶體7、輸出鏡5和濾波片6，BaTeMo2O9晶體7設置在輸入鏡4與輸出鏡5之間,濾波片6設置在輸出鏡5的外側。泵浦光源I的中心波長為1064nm，可進行電光調Q，并且泵浦源可以用Nd3+YAG,Nd3+GGG等電光、聲光調Q激光器代替。本實施例采用電光調Q的Nd = YVO4激光器作為泵浦光源。BaTeMo2O9晶體I的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；切割角度為(90° ,52.7° )。本實施例中BaTeMo2O9晶體7按照XOY平面內二類位相匹配方向加工，BaTeMo2O9 晶體 7 的尺寸為 4X4X 10mm3。諧振腔可以為平直腔，也可以換做其它方式的諧振腔。諧振腔的腔長和形狀可以根據BaTeMo2O9晶體7的長度進行調整。本實施例中諧振腔的腔長為12mm。輸入鏡4鍍1064nm增透膜，570-590和1140-1185nm高反膜；輸出鏡5鍍1140_1185nm高反膜，570-590nm 增透膜。Nd = YVO4激光器所產生的激光經過光闌2后光斑大小變為2mm左右，通過旋光器3的偏振態后偏振方向與水平方向呈45°，經過輸入鏡4進入BaTeMo2O9晶體7中，實現受激拉曼散射產生1178nm拉曼光，所產生的1178nm拉曼光經過BaTeMo2O9晶體7時同時產生自倍頻，產生589nm黃橙光。由于輸入鏡4和輸出鏡5的選擇，1064nm激光實現雙程泵浦，1178nm在諧振腔內諧振，黃橙光最終由輸出鏡5輸出。上述激光器在泵浦能量48mJ時，得到5. 6mJ的589nm黃橙色激光輸出，對應的光光轉換效率是11.7%。實施例2本實施例的光路設置與實施例I相同，不同的是將BaTeMo2O9晶體I按照一類位相匹配角度加工，旋光器3的偏振方向符合一類位相匹配要求。權利要求1.ー種BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，其特征是泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設置在輸出鏡的外側！B本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種BaTeMo2O9晶體全固態拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，其特征是：泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設置在輸出鏡的外側；BaTeMo2O9晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡鍍有1064nm增透膜、570nm？590和1140nm？1185nm高反膜；輸出鏡鍍有1140nm？1185nm高反膜和570nm？590nm增透膜。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陶緒堂，高澤亮，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：實用新型
國別省市：