专利名称：荧光染料增强拉曼激光频移器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种荧光染料增强拉曼激光频移器，属于激光调频技术领域。
二背景技术：
激光频率变换(调频激光)技术一直是激光技术研究热点。使用受激拉曼散射(SRS)可以产生新频率相干辐射，Y.R.Shen，《The Principles of NonlinearOptics》，New York，Wiley，1984。但传统的SRS效率低，难于实用化。染料激光是另一重要调频激光技术，F.P.Schafer，“Principles of dye laseroperation”，in Dye lasers，F.P.Schafer，ed，Springer-Verlag，Berlin，1977。但一般染料激光器谱带宽，激光方向特性不好，转换效率低。Kwol等利用染料荧光增强微液滴中的SRS，Kwol A S，Chang R K.Fluorescence seeding ofweaker-gain Raman modes in microdropletsenhancement of stimulated Ramanscattering，《Opt.Lett.》，1992，17(18)1262。但所获拉曼激光增益和方向难于控制。钟先琼等使用拉曼介质和荧光介质混合获得了受激拉曼散射放大，钟先琼、杨经国、哈元清等，若丹明B荧光增强二硫化碳高阶受激喇曼散射，《强激光与粒子束》，2000，12(2)172-174。但该法需满足荧光介质与拉曼介质互溶，短的拉曼介质池会使激发激光阈值增高，长的拉曼介质池会导致荧光染料对激发光的强吸收。
三
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种荧光染料增强拉曼激光频移器和用途，使用适当的荧光染料介质选择吸收剩余激发激光并增强所需频率拉曼激光，获得高效率、高方向、窄线宽和高稳定度的调频激光光源。
本实用新型的目的由以下技术措施实现荧光染料增强拉曼激光频移器是在拉曼介质的前端装设聚焦透镜，拉曼介质池内盛入拉曼介质，在荧光染料池的后端装设耦合透镜，荧光染料池内盛入荧光染料介质，用透明窗片隔离拉曼介质池和荧光染料介质池，激发激光器发出的激光使拉曼介质产生频移激光，荧光染料介质实现拉曼激光的选择增强后而输出调频激光。
激发激光器为脉冲固体激光器倍频YAG激光器或者红宝石激光器，气体激光器准分子激光器或者半导体激光器中的任一种。
拉曼介质为有机液体丙酮、乙醇或二硫化碳；高压气体氢、氮、氧或透明固体石英光纤、晶体、透明玻璃的任一种。
荧光染料介质如在可见光区可选用若丹明6G、若丹明B或DCM((4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethyl-aminostyryl)-4H+pyran)中的任一种。
拉曼介质池和荧光染料介质池可用玻璃、金属或塑料制作，其断面形状为圆形、方形或多边形。
各透明窗片均镀高强度增透介质膜。
本实用新型具有如下优点1.克服了现有拉曼调频激光转换效率低；2.克服了染料激光频带宽、方向性不好；3.克服了使用荧光液滴或拉曼荧光介质混合以增强拉曼激光的缺点；4.实现了高效率、窄线宽、高方向性和高稳定度激光调频；使用该频移器产生的调频激光光源可作为激光医疗、激光指向、激光大气雷达、多波长激光艺术表演及科学研究用激光光源。作为激光艺术表演，将是现有绿色激光的很好补充。
四
图1为荧光染料增强拉曼激光频移器结构示意图1激发激光器、2聚焦透镜、3拉曼介质池、4荧光染料介质池、5耦合透镜、6、7、8均为隔离透明窗片。
五具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例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制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本实用新型的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例如图1所示，荧光染料增强拉曼激光频移器是在拉曼介质池3的前端装设聚焦透镜2，拉曼介质池内盛入拉曼介质，在荧光染料池4的后端装设耦合透镜5，荧光染料池内盛入荧光染料介质，透明窗片6和7隔离拉曼介质池3，透明窗片7和8隔离荧光染料介质池4，来自激发激光器1发出的激光使拉曼介质产生频移激光，荧光染料介质实现拉曼激光的选择增强后而输出调频激光。
1.将分析纯丙酮作为拉曼介质盛入拉曼介质池3内，DCM作为荧光染料介质盛入荧光染料介质池4内，当倍频YAG激光器激发能量为140mj，脉冲宽度为6ns，脉冲重复率为10Hz通过频移器时，获得了单频率、单脉冲38.5mj能量的630nm拉曼激光输出，单脉冲宽度为3ns，线宽为0.9nm，输出能量稳定度为3％，输出拉曼激光发散角为0.17marc，实现了从532nm(绿光)到630nm(红光)的高效率转换，该频移器产生的激光光源可在激光医疗、激光指向、多波长激光艺术表演等方面获得应用，作为激光艺术表演，将是现有绿色激光的很好补充，其性能远优于不带荧光染料增强的拉曼激光。
2.将分析纯乙醇作为拉曼介质盛入拉曼介质池3内，DCM作为荧光染料介质盛入荧光染料介质池4内，当倍频YAG激光器激发能量27mj，脉冲宽度为6ns，脉冲重复率为10Hz通过频移器时，获得了单频率、单脉冲3.0mj能量的630nm拉曼激光输出。
3.将分析纯二硫化碳作为拉曼介质盛入拉曼介质池3内，R6G作为荧光染料介质盛入荧光染料介质池4内，当使用倍频YAG激光器激发时，获得了增强而后输出的波长为551nm和571nm的拉曼激光输出。
权利要求1.荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于该频移器在拉曼介质池(3)的前端装设聚焦透镜(2)，拉曼介质池内盛入拉曼介质，在荧光染料池(4)的后端装设耦合透镜(5)，荧光染料池内盛入荧光染料介质，透明窗片(6)和(7)隔离拉曼介质池(3)，透明窗片(7)和(8)隔离荧光染料介质池(4)，来自激发激光器(1)发出的激光使拉曼介质产生频移激光，荧光染料介质实现拉曼激光的选择增强后而输出调频激光。
2.按照权利要求1所述荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于激发激光器为脉冲固体激光器倍频YAG激光器或者红宝石激光器，气体激光器准分子激光器或者半导体激光器中的任一种。
3.按照权利要求1所述荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于拉曼介质为有机液体丙酮、乙醇或二硫化碳；高压气体氢、氮、氧或透明固体石英光纤、晶体、透明玻璃中的任一种。
4.按照权利要求1所述荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于荧光染料介质为若丹明6G、若丹明B或DCM中的任一种。
5.按照权利要求1所述荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于拉曼介质池和荧光介质池可用玻璃、金属或塑料制作，其断面形状为圆形、方形或多边形。
6.按照权利要求1所述荧光染料增强拉曼激光频移器，其特征在于各透明窗片(6)、(7)、(8)均镀高强度增透介质膜。
专利摘要一种荧光染料增强拉曼激光频移器，其特点是在拉曼介质池(3)的前端装设聚焦透镜(2)，拉曼介质池内盛拉曼介质，在荧光染料介质池(4)的后端装设耦合透镜(5)，荧光染料介质池内盛荧光染料介质，透明窗片(6)和(7)隔离拉曼介质池(3)，透明窗片(7)和(8)隔离荧光染料介质池(4)，来自激发激光器(1)发出的激光使拉曼介质产生频移激光，荧光染料介质实现拉曼激光的选择增强后而输出调频激光，实现了高效率、窄线宽、高方向性和高稳定度激光调频。该调频激光光源可作为激光医疗、激光指向、激光大气雷达、多波长激光表演及科学研究用激光光源，有显著的经济效益和社会效益。
文档编号H01S3/00GK2646908SQ200320114858
公开日2004年10月6日 申请日期2003年10月22日 优先权日2003年10月22日
发明者杨经国, 郑玉臣, 程娟 申请人:四川大学