一種緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置的製作方法

2023-05-10 19:16:26

專利名稱：一種緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雷射波長裝換裝置，具體的涉及一種緊湊結構的受激拉曼和 頻雷射波長轉換裝置。
背景技術：
通常固體雷射器的輸出雷射波長來自於雷射材料的能級躍遷，可實際應用的固體 雷射材料不是很多，每種固體雷射材料也只有少數可用的雷射躍遷譜線，因此能夠實用的 單譜線波長不能滿足不斷增長的需求。隨著非線性光學頻率轉換技術及相應的非線性光學晶體的研究發展，通過非線性 光學頻率轉換技術可以把來自於雷射晶體能級躍遷的波長轉換為新的雷射波長，這些技術 分別稱為非線性光學倍頻、和頻、差頻和光學參量變換等技術。在非線性光學和頻技術中， 最常用的是參與和頻的兩個不同波長的雷射都是來自於雷射材料的能級躍遷，如美國專 利技術No. 5. 345. 457的兩個子諧振腔通過兩個雷射晶體的能級躍遷分別產生1064nm和 1318nm兩個不同波長的基頻光，這兩個基頻光束再通過諧振腔公共重合部分的和頻晶體產 生了 589nm的波長輸出。類似的國內技術有申請號為200410010917. 6的授權實用新型專 利，該專利技術提出了一種腔內和頻的摺疊腔結構。通過和頻技術獲得新波長的專利技術 還有美國專利No. :US20040125834A1，該專利技術中參與和頻的兩個不同波長的基頻光中 一個由固體雷射材料的準三能級躍遷獲得，另一個由固體雷射材料的四能級躍遷獲得。雷射頻率轉換的另一種方法是受激拉曼散射技術，該技術是通過拉曼散射介質的 受激拉曼散射引起的頻移，把入射並通過拉曼散射介質的基頻光轉換為新波長的雷射。這 種新波長的雷射又可繼續通過非線性光學的倍頻技術再轉換為另一個波長的雷射。中國專 利申請了這種拉曼雷射的倍頻技術，申請號分別為200810138022. 9和200720(^9555. 4。

實用新型內容本實用新型的目的是結合以上背景技術，提出了一種緊湊結構的受激拉曼和頻激 光波長轉換裝置，進一步拓寬可用的單譜線雷射波長數量。為了解決上述技術問題，實現上述目的，本實用新型通過如下技術方案實現—種緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，包括一公共諧振腔，所述公 共諧振腔包括一共用諧振腔鏡和一共用輸出耦合鏡，所述共用諧振腔鏡與所述共用輸出耦 合鏡之間依次設置有一自受激拉曼散射介質和一非線性和頻晶體。優選的，把共用諧振腔鏡的相關膜系製備在所述自受激拉曼散射介質的輸入表面 構成新的自受激拉曼散射介質，從而取消單獨的透鏡，其中，所述新的自受激拉曼散射介質 的表面可以是凹面，也可以是平面或凸面。本實用新型的緊湊結構的受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置的工作原理如下當共用諧振腔內的自受激拉曼散射介質被外部光源發出的泵浦光泵浦時，在該自 受激拉曼散射介質不同的能級上分別產生了躍遷波長為λ ^的雷射和第二波長為λ2的雷射能級躍遷雷射。其中，所述波長為λ ^的雷射在共用諧振腔內傳播振蕩，所述第二波長為 λ 2的雷射能級躍遷雷射也在共用諧振腔內傳播振蕩。所述波長為λ ^的雷射光束通過所 述自受激拉曼散射介質時，由於受激拉曼散射效應，使波長為λ。的雷射頻移產生了第一波 長為X1的受激拉曼頻移雷射，並仍在共用諧振腔內傳播振蕩。當所述第一波長為X1的受 激拉曼頻移雷射光束和第二波長為λ2的雷射能級躍遷雷射光束同時入射並通過非線性和 頻晶體時，由於非線性和頻相互作用，產生了不同於第一波長為X1和第二波長為λ2的新 的第三波長為λ3的和頻雷射，並由共用輸出耦合鏡輸出。其中，所述λ ρ λ 2和λ 3應滿足和頻關係1/ λ 3 = 1/ λ 2+1/ λ i。所述非線性和頻晶 體需要按所述、和λ2的非線性和頻相互作用的位相匹配方向切割，使所述λ2、λ3* X1 在所述非線性和頻晶體中傳播時滿足位相匹配關係
權利要求1.一種緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，包括一公共諧振腔，所述公共 諧振腔包括一共用諧振腔鏡(1)和一共用輸出耦合鏡G)，其特徵在於所述共用諧振腔鏡 ⑴與所述共用輸出耦合鏡⑷之間依次設置有一自受激拉曼散射介質⑵和一非線性和 頻晶體⑶。
2.根據權利要求1所述的緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，其特徵在 於所述共用諧振腔鏡(1)的相關膜系製備在所述自受激拉曼散射介質( 的輸入端表面， 構成新的自受激拉曼散射介質(5)。
3.根據權利要求2所述的緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，其特徵在 於所述新的自受激拉曼散射介質( 表面可以是凹面、平面或凸面中的任意一種。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝 置，其特徵在於所述非線性和頻晶體C3)為LB0、BiB0、KTP或KTA非線性和頻晶體中的任 意一種。
5.根據權利要求2或3所述的緊湊結構的受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，其特徵在 於所述新的自受激拉曼散射介質(5)採用Nd:GdV04自受激拉曼晶體。
專利摘要本實用新型公開了一種緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置，包括一公共諧振腔，所述公共諧振腔包括一共用諧振腔鏡和一共用輸出耦合鏡，所述共用諧振腔鏡與所述共用輸出耦合鏡之間依次設置有一自受激拉曼散射介質和一非線性和頻晶體。本實用新型的緊湊結構的自受激拉曼和頻雷射波長轉換裝置可以有效拓寬可用的單譜線雷射波長數量。
文檔編號H01S3/108GK201860030SQ201020613578
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者崔錦江, 戴仙金, 施燕博, 檀慧明, 王帆, 田玉冰, 董寧寧 申請人:蘇州生物醫學工程技術研究所