一種三腔鏡光解碘激光泵浦的腔內受激拉曼激光器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及受激拉曼激光器，特別是一種H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼 激光器。
【背景技術】
[0002] 受激拉曼散射技術是實現激光波長變化的重要技術手段之一。常用的拉曼介質有 固體和氣體。相較于固體介質，氣體拉曼介質有著較高的損傷闊值，更適合實現高能量激光 的頻率轉化。因此，氣體介質的受激拉曼散射在高能激光變頻方面得到了較多關注。
[0003]常用的氣體拉曼介質有&，細4,化和馬等。其中甲焼由于具有較大的拉曼頻移(2917cnTi)，且散射截面大，增益大，所W在氣體的受激拉曼散射中，甲焼是被研究最多的氣 體之一。實現甲焼的受激拉曼變頻最常用的方法，是將粟浦光聚焦于高壓甲焼中，在焦點位 置及附近，由于粟浦光面積小，功率密度大，會實現拉曼轉化。其中，粟浦光與甲焼在焦點及 附近的作用長度稱為有效作用距離。有效作用距離越長，越有利于降低闊值。在采用透鏡 聚焦的方法時，有效作用距離約為共焦長度的數量級，一般為幾個厘米。在有效作用距離較 短的情況下，相應的粟浦光功率只有達到一個較大數值才能夠實現拉曼轉化。在使用光解 楓激光作為粟浦源的時候，由于一般情況下光解楓激光峰值功率較低，僅采用透鏡聚焦的 方法，很難實現光解楓激光的拉曼轉化。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題在于克服上述困難，提供一種W光解楓激光作為粟浦 源，甲焼作為拉曼介質，實現光解楓激光拉曼轉化的方法。
[0005] 本發明的技術解決方案如下：
[0006] 該種H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在于；在光路上放有 一筒狀鋼制拉曼池；拉曼池兩端用石英透明窗口密封；拉曼池一側放有第一平凸透鏡，凸 面朝向拉曼池一側；拉曼池另一側放有第二平凸透鏡，凸面朝向拉曼池一側；第二平凸透 鏡平面一側放置有平面反射鏡，第二平凸透鏡平面一側與平面反射鏡同軸相向設置；于第 二平凸透鏡與平面反射鏡之間設有透明封閉反應室，于反應室側壁面的外部放置有気燈， 気燈發出的光射入反射室內。
[0007] 筒狀鋼制拉曼池、第一石英透明窗口、第二石英透明窗口、第一平凸透鏡、第二平 凸透鏡、平面反射鏡、筒狀透明封閉反應室同軸放置，窗口或鏡體的軸線即為各個窗口或鏡 體的法線。拉曼池的側壁連接有壓力表和進出氣閥口。
[0008] 第一平凸透鏡的凸面鍛膜，對1.315ym和2. 13um波長高透；平面鍛膜，對 1. 315ym高反，對2. 13ym部分輸出，即對2. 13ym禪合輸出。
[0009] 第二平凸透鏡的凸面鍛膜，對1.315ym和2. 13ym波長高透；平面鍛膜，對 1. 315ym高透，對2. 13ym高反。
[0010]平面反射鏡朝向拉曼池一側的平面鍛膜，對2. 13ym波長高反，另一側平面不鍛 膜。
[0011] 反應室內充有楓甲焼氣體。気燈照射反應室中的楓甲焼，楓甲焼作為工作物質， 與平面反射鏡及第一平凸透鏡的平面形成一個激光器，產生1. 315ym的激光，稱為光解楓 激光。
[0012] 光解楓激光在平面反射鏡及第一平凸透鏡之間振蕩并不輸出；光解楓激光經第二 平凸透鏡及第一平凸透鏡聚焦于拉曼池內，產生拉曼光，波長2. 13ym。拉曼光在第一平凸 透鏡的平面及第二平凸透鏡的平面之間振蕩，并通過第一平凸透鏡的平面禪合輸出。
[0013] 對于腔內受激拉曼過程，粟浦光強與拉曼光強有關系式：
[0014]I曰(Z) =I曰(0)exp(gIp(z)L) (1)
[00巧]其中：
[酬
【主權項】
1. 一種H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在于：在光路上放有一 兩端開口的筒狀鋼制拉曼池（6);拉曼池（6)兩開口端分別用第一石英透明窗口（4)和第二 石英透明窗口（8)密封；于拉曼池外第二石英透明窗口（8)-側放第一平凸透鏡（9)，凸面 朝向拉曼池一側；于拉曼池外第一石英窗口（4) 一側放有第二平凸透鏡（3)，凸面朝向拉曼 池一側；第二平凸透鏡（3)平面一側放置有平面反射鏡（1 )，第二平凸透鏡（3)平面一側與 平面反射鏡（1)同軸相向設置；于第二平凸透鏡（3)與平面反射鏡（1)之間設有透明封閉反 應室（2)，于反應室側壁面的外部放置有気燈（10)，気燈（10)發出的光射入反射室（2)內。
2. 根據權利要求1所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于：筒狀鋼制拉曼池（6)、第一石英透明窗口（4)、第二石英透明窗口（8)、第一平凸透鏡 (9)、第二平凸透鏡（3)、平面反射鏡（1)、筒狀透明封閉反應室（2)同軸放置，窗口或鏡體的 軸線即為各個窗口或鏡體的法線。
3. 根據權利要求1所述的H腔光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在于： 所述的拉曼池（6)的側壁上設置壓力表（7)和進出氣閥口（5)。
4. 根據權利要求1所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；所述的第一平凸透鏡（9)，凸面鍛膜，對1. 315Um和2. 13Um波長高透；平面鍛膜，對 1. 315ym波長商反，對2. 13ym波長部分輸出，即對2. 13ym波長禪合輸出。
5. 根據權利要求1所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；所述的第二平凸透鏡（3)，凸面鍛膜，對1.315ym和2. 13ym波長高透；平面鍛膜，對 1. 315ym高透，對2. 13ym高反。
6. 根據權利要求1所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；所述的平面反射鏡（1 )，朝向拉曼池一側的平面鍛膜，對2. 13ym波長高反，另一側平面 不鍛膜。
7. 根據權利要求1所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；所述反應室內充有楓甲焼氣體。
8. 根據權利要求7所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；所述的気燈（10)照射反應室（2)中的楓甲焼為工作物質，與平面反射鏡（1)及第一平凸 透鏡（9)的平面形成一個激光器，并產生1. 315ym的激光，稱為光解楓激光。
9. 根據權利要求8所述的H腔鏡光解楓激光粟浦的腔內受激拉曼激光器，其特征在 于；光解楓激光經第二平凸透鏡（3)及第一平凸透鏡（9)聚焦于拉曼池（6)內，產生拉曼光， 波長2. 13ym;拉曼光在第二平凸透鏡（3)的平面及第一平凸透鏡（9)的平面之間振蕩，并 通過第一平凸透鏡（9)的平面禪合輸出。
【專利摘要】本發明提供了一種用光解碘激光做泵浦光，以三腔鏡結構光腔降低受激拉曼閾值，來實現光解碘激光拉曼轉化的方法。主要是采用三腔鏡的設計結構，將二向色鏡功能整合在第二平凸透鏡的平面上，將輸出耦合鏡的功能整合在第一平凸透鏡的平面上，通過減少鏡片的使用，降低了腔內的損耗。泵浦光（即光解碘激光）在平面鏡和第一平凸透鏡之間振蕩，通過第二平凸透鏡和第一平凸透鏡在拉曼池內聚焦，實現拉曼光不斷產生并放大。本發明一方面通過減少透鏡使用實現降低腔內損耗，另一方面通過光解碘激光在腔內振蕩并聚焦的方法，有效提高了泵浦光的作用長度和光強。通過這兩方面，可以降低受激拉曼閾值，實現光解碘激光的拉曼轉化。
【IPC分類】H01S3-108, H01S3-08
【公開號】CN104716558
【申請號】CN201310693082
【發明人】周冬建, 金玉奇, 郭敬為, 周燦華, 劉金波, 劉棟
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月15日