一种波段波长可选的人眼安全激光器及实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种波段波长可选的人眼安全激光器及实现方法。
【背景技术】
[0002]1.5微米和2.1微米波段激光处在水分子吸收带内，当入射到人眼时大部分被晶状体吸收，只有少部分到达视网膜，，从而不会对人眼造成伤害。在激光精密测距、大气与环境监测、激光雷达、激光制导武器及目标识别等民用和军事各个领域，具有重要的应用价值和广阔的市场前景。
[0003]近年来，固体激光获得该波段激光的途径主要有:利用掺Er3+和掺Tm3+、Ho3+的激光晶体的分别可实现1.5微米波段和2.1微米波段激光直接输出。但这三种准三能级结构激活离子，基态再吸收严重，导致激光阈值较高，需要通过制冷控制在较低的温度下实现激光的有效输出，输出激光中心波长会随着温度变化。也可采用受激拉曼散射将Nd3+的1.3微米波段激光转换而来。但输出功率受可用基频激光的限制，功率普遍较低。以上方式只能实现单一波长的人眼安全激光。在相关应用领域中，实现多波长可选的激光输出，可减少对整机数量的需求，降低设备成本。比如在大气与环境监测应用中，多个波长的激光对不同气体成分进行监测；激光制导武器及目标识别等领域，多波长可选输出激光的应用，可丰富对探测器的选择，获得最佳的灵敏度。通常情况下，为实现多波长可选激光光源，通常需要多台激光器集成的设备，转换不同波长的激光过程中需要控制不同激光器的开关来实现，而且多台激光器成本非常高，系统不稳定。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、结构紧凑、所需的光学元件较少、成本低、系统稳定性好、操作方便的波段波长可选的人眼安全激光器。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种波段波长可选的人眼安全激光器和栗浦源，包括激光器本体，激光器本体的光路从激光输出端开始依次设置有输出腔镜、非线性光学晶体、复合腔镜、激光晶体、二色分光镜、第一声光Q开关和第一全反腔镜，所述激光晶体采用侧面栗浦工作方式的栗浦源栗浦，所述二色分光镜一侧依次设置有第二声光Q开关和第二全反腔镜。
[0006]通过采用上述技术方案，两种人眼安全波段激光产生公用一根激光晶体和非线性光学晶体，采用半共腔的基频腔结构和共光参量振荡腔，结构紧凑，所需的光学元件较少，可以大大降低成本，系统稳定性好，操作方便。而且波段都是通过非临界相位匹配的非线性光学晶体产生，具有无走离角，变频转换效率高，同光路输出的优点。
[0007]本发明进一步设置为:所述第一声光Q开关为对1.06微米波段增透的声光Q开关，所述第一全反腔镜为对1.06微米波段高反的腔镜；所述第二声光Q开关为对1.34微米波段增透的声光Q开关，所述第二全反腔镜为对1.34微米波段高反的腔镜；且所述第一声光Q开关和第一全反腔镜的位置与所述第二声光Q开关和第二全反腔镜的位置可以一起互换。
[0008]本发明还进一步设置为:所述栗浦源是808纳米的半导体激光器。
[0009]本发明还进一步设置为:所述复合腔镜镀有从1.06微米到1.34微米波段激光的增透膜和对1.5微米波段及2.1微米波段激光的高反膜。
[0010]本发明还进一步设置为:所述输出腔镜镀有从1.06微米到1.34微米波段激光的高反膜和对1.5微米波段及2.1微米波段激光的部分反射膜。
[0011]本发明还进一步设置为:所述非线性光学晶体为按非临界相位匹配切割的砷酸钛氧钾、砷酸钛氧铷、磷酸钛氧钾或磷酸钛氧铷。
[0012]本发明还提供一种如上所述的波段波长可选的人眼安全激光实现方法，当二色分光镜为对1.06微米波段增透射并且对1.34微米波段高反射的镜片时，平行光路中的声光Q开关为对镀1.06微米波段增透的声光Q开关，全反腔镜为镀1.06微米波段高反的腔镜；折叠光路中的声光Q开关为对镀1.34微米波段增透的声光Q开关，全反腔镜为镀1.34微米波段高反的腔镜；当二色分光镜为对1.34微米波段增透射并且对1.06微米波段高反射的镜片时，平行光路中的声光Q开关为对镀1.34微米波段增透的声光Q开关，全反腔镜为镀1.34微米波段高反的腔镜；折叠光路中的声光Q开关为对镀1.06微米波段增透的声光Q开关，全反腔镜为镀1.06微米波段高反的腔镜。
[0013]通过控制两个声光Q开关的驱动器，每次工作时，可选择任意一个声光Q开关打开，处于调Q工作状态，同时另一个声光Q开关关断，处于高衍射损耗状态，这样可选择其中一路激光处于运转状态；1.06微米全反腔镜和输出腔镜组成的1.06微米基频谐振腔内，
1.34微米全反腔镜和输出腔镜组成的1.34微米基频谐振腔；复合腔镜与输出腔镜组成光参量振荡腔，可满足1.06微米波段和1.34微米波段激光栗浦分别实现向1.5微米波段和
2.1微米波段激光的转化:
[0014]当1.06微米波段声光Q开关打开时，1.06微米波段的基频激光将在1.06微米波段基频谐振腔内振荡，在通过光参量振荡腔内的非线性光学晶体实现1.06微米激光向1.5微米激光的转换，并在光参量振荡腔内振荡加强，并由输出腔镜部分输出1.5微米波段激光，此时，1.34微米波段基频腔被1.3微米声光Q开关关断，无法获得2.1微米的激光；
[0015]当1.34微米波段声光Q开关打开时，1.34微米波段的基频激光将在1.34微米波段基频谐振腔内振荡，在通过光参量振荡腔内的非线性光学晶体实现1.34微米激光向2.1微米激光的转换，并在光参量振荡腔内振荡加强，并由输出腔镜部分输出2.1微米波段激光，此时，1.06微米波段基频腔被1.06微米声光Q开关关断，无法获得1.5微米的激光。
[0016]本发明满足1.06微米波段和1.34微米波段激光栗浦分别实现向1.5微米波段和2.1微米波段激光的转化。
[0017]本发明的优点是:与现有技术相比，本发明输出波长选择更加灵活丰富，结构设置合理，两种人眼安全波段激光产生公用一根激光晶体和非线性光学晶体，采用半共腔的基频腔结构和共光参量振荡腔，结构紧凑，所需的光学元件较少，可以大大降低成本，系统稳定性好，操作方便。而且1.5微米波段和2.1微米波段都是通过非临界相位匹配的非线性光学晶体产生，具有无走离角，变频转换效率高，同光路输出的优点。
[0018]下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]参见图1，本发明公开的一种波段波长可选的人眼安全激光器，包括激光器本体，激光器本体的光路从激光输出端开始依次设置有输出腔镜10、非线性光学晶体9、复合腔镜8、激光晶体6、二色分光镜3、第一声光Q开关2和第一全反腔镜1，所述激光晶体6 —侧设置有栗浦源7，所述二色分光镜3 —侧依次设置有第二声光Q开关4和第二全反腔镜5。通过二色分光镜3将激光器本体的光路分为平行光路和折叠光路，平行光路直接通过二色分光镜3与原光路平行，折叠光路由二色分光镜3将原光路反射折叠。
[0021]作为优选的，本实施例所述输出腔镜10、非线性光学晶体9、复合腔镜8、激光晶体6、二色分光镜3、第一声光Q开关2和第一全反腔镜1从右向左依次设置；所述栗浦源7设置在激光晶体6正上方，二色分光镜3正下方从上往下依次设置第二声光Q开关4和第二全反腔镜5 ;所述输出腔镜10、非线性光学晶体9、复合腔镜8、激光晶体6、二色分光镜3、第一声光Q开关2、第一全反腔镜1、第二声光Q开关4和第二全反腔镜5分别通过现有的固定件固定，此技术为本领域技术人员所熟知的，本实施例就不再加以叙述了。
[0022]所述第一声光Q开关2为对1.06微米波段增透的声光Q开关，所述第一全反腔镜1为对1.06微米波段高反的腔镜；所述第二声光Q开关4为对1.34微米波段增透的声光Q开关，所述第二全反腔镜5为对1.34微米波段高反的腔镜；且所述第一声光Q开关2和第一全反腔镜1的位置与所述第二声光Q开关4和第二全反腔镜5的位置可以一起互换。即所述第一声光Q开关2和第一全反腔镜1的位置是一起换的，所述第二声光Q开关4和第二全反腔镜5的位置是一起换的。
[0023]所述激光晶体6为钕离子惨杂的激光晶体。如:Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YV04等。采用的栗浦源7是808nm的半导体激光器。
[0024]所述复合腔镜8镀有从1.06微米到1.34微米波段激光的增透膜和对1.5微米