一种基于双受激拉曼散射介质的双波长激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于双受激拉曼散射介质的双波长激光器，属于激光技术领域。
【背景技术】
[0002]双波长激光器在光电对抗、远程激光测距、激光通信、差分吸收激光雷达、激光医疗、精细激光光谱、激光显示等领域具有重要应用价值。特别是利用晶体的非线性光学性质在双波长激光器后端进行和频、差频等频率变换，可以获得更多波长激光，大大丰富了激光光源。近年来，利用双波长激光的差频产生相干太赫兹波受到国内外广泛关注，其优点是阈值低，结构紧凑，可以产生较高功率的太赫兹辐射，是一种理想的太赫兹源。
[0003]目前，获得双波长激光的方法主要有三种:
[0004]第一种是光学变频法，如倍频、和频、差频等。这种方法需要考虑严格的位相匹配，设计相对复杂。由于栗浦光种类有限，且栗浦光与频率变换后的激光波长间隔大，限制了其应用范围。例如，1064nm波长的激光倍频后为532nm的绿光，波长间隔很大，无法用作差频法太赫兹波的激光产生源。
[0005]第二种是双发射谱线法，基于激光晶体发射谱的两个发射峰实现双波长激光输出。这种方法选择同一类激活粒子不同能级对之间的跃迀，或者是同一能级对内不同斯塔克分量之间的跃迀，双波长的间隔可以调节。但设计也比较复杂，并且上能级粒子消耗引起激烈的模式竞争，导致双波长激光的输出功率很不稳定，不适于可靠性要求高的应用。
[0006]第三种是受激拉曼散射法，栗浦光与受激拉曼散射介质产生的stokes及ant1-stokes光构成双(或多)波长输出。这种方法中各波长的频率间隔固定，波长间隔较大，限制了其应用范围。例如532nm波长的激光栗浦BaW04晶体产生的一阶、二阶stokes光的波长间隔约为30nm，且各阶受激拉曼激光的相互比例难以控制，影响其实际应用。
[0007]结构简单、峰值功率大、波长间隔可调、输出稳定性强的双波长激光有着重要的应用价值与科研价值。
【发明内容】
[0008]为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种基于双受激拉曼散射介质的双波长激光器。
[0009]本实用新型的技术方案为:
[0010]—种基于双受激拉曼散射介质的双波长激光器，包括沿光路依次安放的栗浦源、第一光阑、缩束系统、第二光阑、第一衰减系统、第一滤色片，所述双波长激光器还包括拉曼频移不相同的拉曼介质I及拉曼介质π，所述拉曼介质I及所述拉曼介质Π之后设置所述第一滤色片。
[0011]利用栗浦源产生的同一束激光，入射到拉曼频移不相同的拉曼介质I及拉曼介质Π中，拉曼介质I及拉曼介质Π分别产生受激拉曼激光，构成由不同受激拉曼介质产生的两种或更多具有一定频率差的受激拉曼激光，第一滤色片滤掉栗浦光，并选择性透射所需要的双波长激光。
[0012]根据本实用新型优选的，所述拉曼介质I及拉曼介质Π为气体拉曼介质、液体拉曼介质或固体拉曼介质，气体拉曼介质包括H2、N2、D2、CH4、02，液体拉曼介质包括硝基苯、苯、甲苯、CS2，固体拉曼介质为晶体或光纤，所述晶体包括金刚石、Li 103、YV04、GdV04、Baff04、Srff04、Caff04、Pbff04、KGff、KYff、YV04、GdV04、LuYV04、LuYV04、GdYV04、GdLuV04、Ba (N03) 2、BaMo04、SrMo04、CaMo04、PbMo04、KTA、KTA。
[0013]根据本实用新型优选的，所述双波长激光器还包括分束器、光路延迟系统、合束器、第一反光镜、第二衰减系统、第二反光镜，所述分束器设置在所述第二光阑与所述第一衰减系统之间，激光经所述分束器后分为第一光路和第二光路射出，在第一光路上依次安放所述第一衰减系统、所述光路延迟系统、所述拉曼介质1、所述合束器;在第二光路上依次安放所述第一反光镜、所述第二衰减系统、所述拉曼介质Π、所述第二反光镜;所述合束器之后放置所述第一滤色片。
[0014]栗浦源产生激光光源，激光光源经过所述第一光阑选取合适大小的光斑，缩束系统提高了入射激光的功率密度，入射激光经过所述第二光阑再次选取合适大小的光斑，入射激光进入所述分束器，分成两路分别进入第一光路和第二光路，两光路中拉曼介质I及拉曼介质Π各自产生拉曼激光，经过所述合束器后，将两路拉曼激光并为一路。第一衰减系统与第二衰减系统调节栗浦光功率，从而改变两路拉曼激光的输出功率比例，以利于进一步应用。所述光路延迟系统调节光程长度使拉曼介质I和拉曼介质Π产生的拉曼激光在相同时刻在合束器射出。第一滤色片滤掉栗浦光，选择所需的受激拉曼散射激光以低损耗通过。这样，通过分别入射并联放置的拉曼介质I及拉曼介质Π，实现了双波长激光输出。
[0015]根据本实用新型优选的，所述双波长激光器还包括非线性晶体及第二滤色片，所述第一光阑、所述非线性晶体、所述第二滤色片、所述缩束系统沿光路依次安放。
[0016]栗浦源产生激光光源，通过非线性晶体将基频栗浦光转换为变频栗浦光，第二滤色片滤掉基频栗浦光后，变频栗浦光入射拉曼介质I和拉曼介质Π，产生受激拉曼激光。
[0017]根据本实用新型优选的，所述光路延迟系统与所述拉曼介质I之间安放所述第一输入镜，所述拉曼介质I与所述合束器之间安放所述第一输出镜，所述第二衰减系统与所述拉曼介质Π之间安放所述第二输入镜，所述拉曼介质Π与所述第二反光镜之间安放所述第二输出镜。
[0018]根据本实用新型优选的，所述双波长激光器还包括非线性晶体、第二滤色片，所述栗浦源、所述第一光阑、所述非线性晶体、所述第二滤色片、所述缩束系统、所述第二光阑、所述第一衰减系统、所述拉曼介质1、所述拉曼介质Π、所述第一滤色片沿光路依次安放。
[0019]将缩束系统产生的高功率密度激光经过第一衰减系统衰减后，先入射拉曼介质I产生第一束受激拉曼散射激光，再入射拉曼介质Π产生第二束受激拉曼散射激光。这样，通过先后入射串联放置的拉曼介质I与拉曼介质Π，实现双波长激光输出。
[0020]根据本实用新型优选的，所述栗浦源为脉冲激光器;例如，纳秒、皮秒等脉冲激光器。所述第一光阑及所述第二光阑均为带有通光孔的挡板;所述缩束系统包括焦距不同的透镜。
[0021]根据本实用新型优选的，所述非线性晶体为频率变换晶体，例如倍频晶体、三倍频晶体、受激拉曼晶体;所述光路延迟系统包括固定轨道、反光镜及安装在所述固定轨道上可前后移动的直角棱镜或反光镜组合。
[0022]根据本实用新型优选的，所述第一滤色片镀以对基频栗浦光与变频栗浦光高反、对需要产生的受激拉曼激光高透的介质膜;所述第二滤色片镀以对基频栗浦光高反、对所述非线性晶体产生的变频栗浦光高透的介质膜;所述第一衰减系统及所述第二衰减系统均为偏振片、偏振棱镜、中性密度滤光片中的任一种或任几种的组合结构;所述第一反光镜及所述第二反光镜均为对拉曼介质I和拉曼介质Π的栗浦光高反的镜片。
[0023]根据本实用新型优选的，所述分束器为分光棱镜或镜片;所述合束器为镜片合束器、棱镜合束器或偏振合束器。
[0024]本实用新型的有益效果为:
[0025]1.波长丰富。到目前为止，已在许多介质中实现了有效受激拉曼散射，得到了上百条谱线，其波长分布范围从近紫外到近红外。拉曼介质栗浦光的波长和脉宽可以有多种选择，并且拉曼介质I和拉曼介质Π可以自由组合，并且受激拉曼散射介质可产生多阶stokes光以及ant1-stokes光，因此，本实用新型可获得多种双波长激光，大大丰富了双波长激光光源的种类。应用中可以根据需要更换不同拉曼介质，选取不同阶的stokes光或ant1-stokes光，获得相应的双波长输出。本实用新型在激光测距、激光通信、差分吸收激光雷达、激光医疗、精细激光光谱等领域具有极大应用价值。
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