被动锁模自拉曼激光器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明领域属于激光领域，具体而言，涉及被动锁模自拉曼激光器。
【背景技术】
[0002]拉曼介质的受激拉曼散射技术作为一种拓展激光器输出光谱的有效工具，具有转换效率高、波长选择范围广等优点，波长范围覆盖紫外到近红外，大大拓宽了激光的应用前景。稀土掺杂的钒酸盐晶体可以同时作为激光晶体和拉曼晶体，实现自拉曼受激振荡，这样的拉曼激光器减少了腔内的光学元件，结构简单，转换效率高，但由于使用一块晶体，所以对腔模的优化比较困难。
[0003]同时，由于受激拉曼散射的阈值较高，因此具有脉宽窄、峰值功率密度高等特点的超短脉冲激光作为受激拉曼散射过程中的基频光，是产生受激拉曼激光的最佳选择之一。超短脉冲激光在光纤通讯、医学、超精细微加工、时间分辨光谱和非线性光学等方面具有很大的应用价值和发展前景。可饱和吸收体被动锁模是获得短脉冲非常有效的方法。
[0004]锁模脉冲的建立依赖于可饱和吸收体上的脉冲稳定作用。然而相关技术中，当锁模过程和共振受激拉曼散射过程同时发生时，拉曼转换和脉冲稳定作用之间相互抑制影响。拉曼转换所消耗光子数会大大减弱基频光的强度，导致锁模过程脉冲稳定性的降低。除此之外，当拉曼转换发生在基频光脉冲中心时，脉冲中心强度相对于脉冲两翼会大大衰减，这将导致脉冲宽度的增大，进一步影响锁模脉冲的产生和拉曼转换效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种被动锁模自拉曼激光器，以解决上述的问题。
[0006]在本发明的实施例中提供了一种被动锁模自拉曼激光器，包括:泵浦源耦合系统、泵浦耦合腔镜、激光增益介质、被动锁模器件、反射腔镜和拉曼光输出镜；光路为:从泵浦源耦合系统发出泵浦光，经过泵浦耦合腔镜聚焦，入射激光增益介质的A面，出射激光增益介质的B面，激光增益介质吸收泵浦光后粒子数发生反转，产生受激辐射，受激辐射在反射腔镜、泵浦耦合腔镜和被动锁模器件构成的谐振腔内形成振荡，并被被动锁模器件非线性吸收放大，形成超短脉冲的基频光；另一方面，基频光经激光增益介质时发生受激拉曼散射效应，产生拉曼光，经由B面，在反射腔镜、A面及拉曼光输出镜构成的拉曼耦合腔内振荡放大后，由拉曼光输出镜输出。
[0007]优选的，在上述的被动锁模自拉曼激光器中，增加了两个平凹折叠腔镜，光路改变为:从泵浦源耦合系统发出泵浦光，经过泵浦耦合腔镜聚焦，入射A面，出射B面，激光增益介质吸收泵浦光后粒子数发生反转，产生受激辐射，受激辐射在反射腔镜、泵浦耦合腔镜、两个平凹折叠腔镜和被动锁模器件构成的谐振腔内形成振荡，并被被动锁模器件非线性吸收放大，形成超短脉冲的基频光；另一方面，基频光经激光增益介质时发生受激拉曼散射效应，产生拉曼光，经由B面，在反射腔镜、A面及拉曼光输出镜构成的拉曼耦合腔内振荡放大后，由拉曼光输出镜输出Ο
[0008]优选的，激光增益介质为掺稀土离子的钒酸盐晶体。
[0009]优选的，激光增益介质为Nd:YV04晶体，Nd3+掺杂浓度为0.05at.%—2.0at.%，例如为 0.3at.%。
[0010]优选的，A面为0.5° —5。楔角抛光镀膜，B面为0°抛光镀膜。
[0011]优选的，A面对泵浦光和基频光高透射，对拉曼光高反射；B面对基频光和拉曼光高透射。
[0012]优选的，A面对808nm光和1064nm光高透射，对1176nm光高反射；B面对1064nm光和1176nm光高透射。
[0013]优选的，泵浦耦合腔镜对泵浦光高透射、对基频光高反射；反射腔镜对基频光和拉曼光高反射；拉曼光输出镜对基频光高反射、对拉曼光有设定的透过率。
[0014]优选的，泵浦耦合腔镜对808nm光高透射、对1064nm光高反射；反射腔镜对1064nm光和1176nm光高反射；拉曼光输出镜对1064nm光高反射、对1176nm光有设定的透过率。
[0015]上述实施例的激光器解决了现有锁模自拉曼激光器由于锁模过程和受激拉曼散射过程同时发生所引起的超短脉冲变宽和稳定性降低的问题，获得了结构简单、腔内损耗小、稳定性高的技术效果。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
【附图说明】
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0018]图1示出了根据本发明一个实施例的锁模自拉曼激光器的示意图；
[0019]图2示出了根据本发明另一实施例的锁模自拉曼激光器的示意图；
[0020]图3示出了根据本发明实施例的锁模自拉曼激光器的激光增益介质中的光路图。
【具体实施方式】
[0021]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0022]图1示出了根据本发明一个实施例的锁模自拉曼激光器的示意图，包括:泵浦源耦合系统1、泵浦耦合腔镜3、激光增益介质2、被动锁模器件6、反射腔镜7和拉曼光输出镜8 ;光路为:从泵浦源耦合系统1发出泵浦光，经过泵浦耦合腔镜3聚焦，入射激光增益介质2的A面，出射激光增益介质2的B面，激光增益介质2吸收泵浦光后粒子数发生反转，产生受激辐射，受激辐射在反射腔镜7、泵浦耦合腔镜3和被动锁模器件6构成的谐振腔内形成振荡，并被被动锁模器件6非线性吸收放大，形成超短脉冲的基频光；另一方面，基频光经激光增益介质2时发生受激拉曼散射效应，产生拉曼光，经由B面，在反射腔镜7、A面及拉曼光输出镜8构成的拉曼f禹合腔内振荡放大后，由拉曼光输出镜8输出。
[0023]针对相关技术的锁模自拉曼激光器由于锁模过程和受激拉曼散射过程同时发生，引起超短脉冲变宽和稳定性降低的问题，本优选实施例由两个耦合腔构成，锁模过程和受激拉曼散射过程分别独立，从而解决了上述的问题。
[0024]图2示出了根据本发明另一实施例的锁模自拉曼激光器的示意图，相对于图1的实施例，增加了两个平凹折叠腔镜4、5,光路改变为:从泵浦源耦合系统1发出泵浦光，经过泵浦耦合腔镜3聚焦，入射A面，出射B面，激光增益介质2吸收泵浦光后粒子数发生反转，产生受激辐射，受激辐射在反射腔镜7、泵浦耦合腔镜3、两个平凹折叠腔镜4、5和被动锁模器件6构成的谐振腔内形成振荡，并被被动锁模器件6非线性吸收放大，形成超短脉冲的基频光；另一方面，基频光经激光增益介质2时发生受激拉曼散射效应，产生拉曼光，经由B面，在反射腔镜7、A面及拉曼光输出镜8构成的拉曼耦合腔内振荡放大后，由拉曼光输出镜8输出。
[0025]本实施例因为增加了两个平凹折叠腔镜4和5,因此可以通过调整两个平凹折叠腔镜4和5的位置来灵活方便地调整基频光光斑大小。由被动锁模器件中可饱和吸收体本身的特性决定，作用在可饱和吸收体上的脉冲能量必须在一个合适的范围内，才能达到稳定的锁模。因此，对于单一的锁模过程，通过调节腔型结构及腔长等，来改变可饱和吸收体上的光斑大小，可以达到其上合适的能量值。当锁模过程和受激拉曼散射过程同时发生时，由于两过程的相互抑制影响，如上述【背景技术】中所述。故只有当拉曼转换仅发生在基频光脉冲的两翼时，稳定的锁模才能实现，这就要求对基频光和拉曼光脉冲的时间交叠可进行自由调谐。本优选实施例的激光器系统由两个耦合腔构成，并且其腔长均能独立调整。通过分别优化两谐振腔结构，将晶体置于腔内功率密度最高的地方来获得较高的拉曼转换效率，且晶体上的基频光和拉曼光腔模能达到很好的匹配。同时，调整其中一个腔长改变光的往返时间，从而改变基频光和拉曼光脉冲的时间交叠,最终使可饱和吸收体调制基频光脉冲前沿，而拉曼转换调制基频光脉冲后沿，这将使得在保证锁模脉冲稳定性的同时，大幅减小基频光的脉冲宽度。
[0026]优选的，激光增益介质2为掺稀土离子的钒酸盐晶体。
[0027]优选的，激光增益介质2为Ν(1:Υν〇0θΗ体，