一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及固体激光器，特别是一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器。
[0002]【背景技术】:
窄线宽激光在医学、天文以及军事等领域有着极其重要的应用，但由于稀土粒子的发射波长范围有限，大大减小了单频激光器波长获得范围。虽然中国发明专利CN2344897Y披露的非平面环形激光器是获得窄线宽激光的有效手段，然而受限于发射激光的波长限制，一些特殊波长的单频激光器还是无法实现。因此，目前的单频激光器只能发射固定波长的激光，其存在的缺陷是不能发射固定波长之外的特殊波长的激光。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的在于提供一种基于非平面环形结构晶体的拉曼激光器，使拉曼增益效应和单频激光选模效应能够结合起来，在得到高质量、更广泛波长范围单频激光的同时能够简化激光器的结构和制作工艺。
[0004]本发明的目的是通过以下方案实现的。
[0005]一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，包括泵浦源和非平面环形腔，所述非平面环形腔由拉曼晶体制成，所述激光器还包括准直透镜和二向色镜，泵浦光经过所述准直透镜和二向色镜进入所述非平面环形腔，经所述非平面环形腔反射、增益的单频激光通过所述二向色镜反射与泵浦光分离。
[0006]作为对晶体的改进，所述拉曼晶体为金刚石单晶、钨酸钡晶体、钥酸锶晶体或硝酸锁晶体。
[0007]作为对泵浦源的改进，所述泵浦光波长与所述单频激光波长相差一个拉曼频移峰。
[0008]作为对非平面环形腔的改进，所述非平面环形腔为具有上下两个平面、三个光学全反射面和一个输入输出耦合面的非平面结构。
[0009]进一步的，所述三个光学全反射面上的振荡光束沿A —B — C — D —A或A — D — C — B — A绒行，形成ABD和B⑶两个平面，该两个平面之间的夹角为非平面角β，
1度〈β < 90 度。
[0010]进一步的，所述非平面角β为45度，方便晶体的机械加工。
[0011]进一步的，所述输入输出耦合面的输入面和输出面分别镀有偏振透过率不同的膜，如偏振光s分量反射率0.995, P分量反射率0.99。
[0012]进一步的，所述上下两个平面为非光学反射面。
[0013]有益效果:
本发明将拉曼激光器的增益效应和非平面环形腔结构的单频选模效应合并为一种具有非平面结构环形腔的拉曼晶体，结构简单紧凑，具有很高的实用价值。利用本发明，可以得到与泵浦光源相差一个拉曼频移峰的单频激光，从而大大拓展了普通单频激光的波长范围。
[0014]【附图说明】: 图1为一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器的结构示意图。
[0015]图2为基于非平面环形腔结构的拉曼激光器的非平面结构环形腔的示意图。
[0016]附图标记:1.泵浦源；2.准直透镜；3.二向色镜；4.非平面环形腔；5.泵浦光；6.单频激光；H.磁场方向。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
拉曼激光器基于受激拉曼散射，通过它能够得到稀土粒子激光器不能直接发射的波长。拉曼激光器通常由泵浦源、拉曼增益介质及反射镜组成(参见[王正平，等.〃外腔式Baff04拉曼激光器.〃红外与激光工程38 (4): 683-686 (2009)泵浦光为Nd = YAG激光器，波长为1064 nm。拉曼增益介质为BaWO4晶体，由一对腔镜组成激光腔)。如果能将二者的优势结合则可能大大拓展现有单频激光的输出波长范围，而现有技术中尚没有这方面的技术。本发明由拉曼晶体作增益介质，利用非平面环形腔结构作激光谐振腔，结合了拉曼效应波长灵活及非平面环形腔单频激光波长选模的特点，可以得到结构紧凑的单频拉曼激光装置，大大拓展现有单频激光的输出波长范围。
[0018]一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，包括泵浦源I和非平面环形腔4，非平面环形腔4由拉曼晶体制成(所述拉曼晶体可以选择金刚石单晶、钨酸钡晶体、钥酸锶晶体或硝酸钡晶体)，激光器还包括准直透镜2和二向色镜3，泵浦光经过所述准直透镜2和二向色镜3进入所述非平面环形腔4，经非平面环形腔4反射、增益的单频激光通过二向色镜3反射与泵浦光分离。泵浦光波长与所述单频激光波长相差一个拉曼频移峰。非平面环形腔4为具有上下两个平面、三个光学全反射面和一个输入输出耦合面的非平面结构。三个光学全反射面上的振荡光束沿A — B — C — D — A或A — D — C — B — A绒行，形成ABD和BCD两个平面，该两个平面之间的夹角为非平面角β，I度〈β < 90度，优选为45度。输入输出耦合面的输入面和输出面分别镀有偏振透过率不同的膜。上下两个平面为非光学反射面。
[0019]当上述基于非平面环形腔结构的拉曼激光器工作时，上述非平面环形腔在施加一定磁场后，不仅作为激光增益介质，同时作为法拉第旋光器。入射的泵浦光源首先经过准直透镜，经准直透镜的准直，转换为平行光。该平行光再通过二向色镜入射到非平面环形腔结构的入射面。
[0020]输入输出耦合面，同时也是偏振选择器，并且非平面环形腔的上下两面为非光学反射面，如偏振光s分量反射率0.995, P分量反射率0.99。
[0021]根据所需单频激光的波长，选择具有拉曼频移峰的激光器作为泵浦源，以特定非平面环形腔结构的晶体作为激光腔及拉曼增益介质。泵浦光经过准直透镜和二向色镜耦合进入晶体，即可构成所需的单频拉曼激光器。
[0022]实施例2
在实施例1的基础上进行进一步的改进。
[0023]本实施例选择的拉曼晶体为金刚石单晶，具有低损耗、低双折射效应等特性。泵浦源I发射的泵浦光波长1018 nm，得到的单频激光波长1178 nm。
[0024]实施例3 在实施例1的基础上进行进一步的改进。
[0025]本实施例选择的拉曼晶体为钨酸钡晶体，具有低损耗、低双折射效应等特性。泵浦源I发射的泵浦光波长1064 nm，得到的单频激光波长1181 nm。
[0026]实施例4
在实施例1的基础上进行进一步的改进。
[0027]本实施例选择的拉曼晶体为钥酸锶晶体，具有低损耗、低双折射效应等特性。泵浦源I发射的泵浦光波长1063 nm，得到的单频激光波长1173 nm。
【主权项】
1.一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，包括泵浦源(I)和非平面环形腔(4)，其特征在于，所述非平面环形腔(4)由拉曼晶体制成，所述激光器还包括准直透镜(2)和二向色镜(3 )，泵浦光经过所述准直透镜(2 )和二向色镜(3 )进入所述非平面环形腔(4)，经所述非平面环形腔(4)反射、增益的单频激光通过所述二向色镜(3)反射与泵浦光分离。
2.根据权利要求1所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述拉曼晶体为金刚石单晶、钨酸钡晶体、钥酸锶晶体或硝酸钡晶体。
3.根据权利要求1所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述泵浦光波长与所述单频激光波长相差一个拉曼频移峰。
4.根据权利要求1所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述非平面环形腔(4)为具有上下两个平面、三个光学全反射面和一个输入输出耦合面的非平面结构。
5.根据权利要求4所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述三个光学全反射面上的振荡光束沿A — B — C — D — A或A — D — C — B — A绒行，形成ABD和B⑶两个平面，该两个平面之间的夹角为非平面角β，1度〈β < 90度。
6.根据权利要求5所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述非平面角β为45度。
7.根据权利要求4所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述输入输出耦合面的输入面和输出面分别镀有偏振透过率不同的膜。
8.根据权利要求4所述的基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，其特征在于，所述上下两个平面为非光学反射面。
【专利摘要】一种基于非平面环形腔结构的拉曼激光器，包括泵浦源、非平面环形腔、准直透镜和二向色镜，非平面环形腔由拉曼晶体制成，泵浦光经过准直透镜和二向色镜进入非平面环形腔，经非平面环形腔反射、增益的单频激光通过二向色镜反射与泵浦光分离。本发明所提供的拉曼激光器，使用同一非平面环形晶体同时实现了拉曼增益效应和单频激光选模效应，拓展了单频激光的输出范围且装置制作简单、结构紧凑。
【IPC分类】H01S3-30, H01S3-16, H01S3-083
【公开号】CN104659649
【申请号】CN201510077362
【发明人】王建华, 李怡勇, 李智, 陈勇, 宋旭民, 于小红
【申请人】中国人民解放军装备学院, 王建华
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日