一種多波長全固態黃光激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光領域，尤其涉及一種由一塊雙波長激光晶體在同一個腔內實現兩個基波，并由具有兩條增益譜線的拉曼晶體輸出四個波長的一階斯托克斯拉曼光，并由這四個波長的激光通過非線性晶體產生的位于黃光波段的倍頻光與和頻光，實現多波長黃色激光輸出的多波長的激光器。
【背景技術】
[0002]黃光波段的激光接近人眼最敏感的波長(555nm)，該波段的激光輻射在生物醫學、空間目標探測和識別、雷達、激光顯示、化學等領域有著廣泛的應用前景。但是目前并沒有合適的激光增益介質能直接產生黃色激光，因此可見，黃色激光的產生是目前激光界的一個難題。目前絕大多數產生全固態黃光的技術是通過半導體栗浦一個摻釹離子的激光增益介質實現1064nm附近的激光，并通過拉曼晶體實現波長為1100-1200nm的一階斯托克斯拉曼光，再通過非線性光學晶體實現波長為550-600nm波段的倍頻黃光輸出。
【發明內容】
[0003]本發明針對目前黃色拉曼激光存在的波長單一的不足，提供了一種結構緊湊、高效、穩定的多波長全固態黃光激光器。
[0004]本發明的多波長全固態黃光激光器，采用如下的技術方案:
[0005]該多波長全固態黃光激光器由栗浦源、光學耦合系統與諧振腔組成，諧振腔包括輸入鏡、Yb = GdAl3(BO3)4晶體、調Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性晶體、輸出鏡依次排列組成。Yb = GdAl3(BO3)4晶體、KGd(WO4)2晶體與非線性晶體的兩端均鍍有950-1200nm、550-600nm波段的增透膜，輸入鏡鍍有950-980高透膜、1040-1200nm和550-600nm高反膜，輸出鏡鍍有1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。
[0006]半導體栗譜光通過光學耦合系統后通過輸入鏡聚焦于晶體內部，并通過調Q元件實現波長為1042nm與1047nm附近的短脈沖雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體(增益位移為768cm—1和901cm—工)，形成拉曼激光，通過90°旋轉KGd(WO4)2晶體會有兩種匹配方式，分別是1042nm匹配768cm—\l047nm匹配901cm—1和1042]11]1匹配901011—1、1047111]1匹配768011—1，這兩種匹配分別形成113311111、1156111]1與115011111、1138nm的兩種雙偏振雙波長輸出，再通過非線性晶體(采用非臨界相位匹配切割的LB0、KTP等晶體)，實現兩種多波長拉曼光倍頻激光輸出，第一種為倍頻光566nm、578nm和和頻572nm激光，第二種為倍頻光575nm、569nm以及和頻572nm激光。
[0007 ]本發明采用了 Yb: GdA 13 (BO3) 4雙波長激光晶體，結合雙拉曼增益譜線的KGd (WO4)2晶體，實現了腔內拉曼倍頻的方式產生了多種黃色波段激光譜線的發射，具有結構緊湊、高效、穩定的優點。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的全固態拉曼倍頻黃光激光器的結構示意圖。
[0009]其中:1、栗浦光源，2、光學耦合系統，3、輸入鏡，4、Yb: GdAl3 (BO3 )4激光晶體，5、調Q元件，6、拉曼晶體KGd (W04) 2，7、非線性晶體8、輸出鏡
【具體實施方式】
[0010]實施例1
[0011 ]如圖1所示，本發明的全固態拉曼倍頻黃光激光器，包括栗浦光源1、光學耦合系統
2、輸入鏡3、雙偏振雙波長Yb:GdAl3(B03)4激光晶體4、調Q元件5、KGd(W04)2拉曼晶體6、LB0非線性光學晶體7、輸出鏡8。
[0012]栗浦光源采用波長為976nm的半導體激光器，光學耦合系統的耦合參數為1:1，輸入鏡鍍膜為950-980高透膜，1040-1200nm和550-600nm高反膜，Yb:GdAl3(B03)4晶體的通光方向為b方向，c軸放置于水平方向，調Q元件可以采用電光調Q、聲光調Q或者被動調Q等，拉曼KGd(WO4)2晶體的放置為通光方向為Np軸，豎直方向為Nm軸，水平方向為Ng軸，LBO采用非臨界相位匹配切割，￥13:6(^13(803)4、1?(1(104)2、1^0均鍍950-120011111、550-60011111波段的增透膜，輸出鏡鍍膜為1040-1200nm高反膜和550-600nm增透膜。
[0013]本實施例中Yb = GdAl3(BO3)4的晶體尺寸為3X3 X 2mm3，KGd(TO4)2晶體尺寸為5 X 5X 24mm3，LBO尺寸為5 X 5 X 2mm3，這些晶體也可以根據具體需求換成其他各種類型的尺寸。
[0014]本實施例中的腔結構為直腔，長度為70mm，根據具體需求換成其他類型的腔結構或其他尺寸。
[0015]本實施例中，半導體栗譜光通過光學耦合系統后通過輸入鏡聚焦于晶體內部，實現波長為1042nm與1047nm附近的雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體形成拉曼激光，其波長分別為1133nm、1156nm，再通過非線性LBO晶體實現566nm、578nm以及和頻光572nm的激光輸出。
[0016]上述激光器在栗浦能量為2W時，獲得了 102mW的566nm、135mW的578nm和42mW的572nm的激光輸出。
[0017]實施例2
[0018]本實施例的光路設置與實施例1相同，僅僅通過Yb:GdAl3(B03)4晶體或者KGd(WO4)2晶體以通光方向為軸旋轉90°。
[0019]本實施例中，半導體栗譜光通過光學耦合系統后通過輸入鏡聚焦于晶體內部，實現波長為1042nm與1047nm附近的雙偏振雙波長基頻光，這兩個波長的基頻光通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體形成拉曼激光，其波長分別為1150nm、1138nm，再通過非線性LBO晶體實現575nm、569nm以及和頻光572nm的激光輸出。
[0020]上述激光器在栗浦能量為2W時，獲得了 142mW的575nm、189mW的569nm和54mW的572nm的激光輸出。
【主權項】
1.一種多波長全固態黃光激光器，包括栗浦源、光學耦合系統與諧振腔，其特征在于采用Yb:GdAl3(B03)4與調Q元件產生短脈沖雙波長雙偏振激光，再通過具有雙拉曼增益譜線的KGd(WO4)2晶體產生一階斯托克斯拉曼光并再通過非線性晶體倍頻或和頻產生多波長黃光。2.如權利要求1所述的多波長全固態黃光激光器，其特征在于所述諧振腔依次由輸入鏡、Yb = GdAl3(BO3)4晶體、調Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性晶體、輸出鏡排列組成。3.如權利要求2所述的多波長全固態黃光激光器，其特征在于，所述的調Q元件可以采用聲光調Q、電光調Q、被動調Q或其他類型的調Q元件。4.如權利要求2所述的多波長全固態黃光激光器，其特征在于，所述的非線性晶體可以采用LBO、KTP、BBO或其他非線性晶體。5.如權利要求1或2所述的全固態黃光激光器，其特征在于以通光方向為軸90°旋轉Yb:GdAl3(B03)4晶體或KGd(W04)2晶體可以實現兩種多波長黃光方案，一種輸出波長為566nm、578nm 和 572nm，另外一種為 575nm、569nm 和 572nm。
【專利摘要】本發明提供一種實現多波長激光全固態黃光激光器，該多波長全固態拉曼倍頻黃光激光器由泵浦源、光學耦合系統與諧振腔組成，諧振腔包括輸入鏡、Yb:GdAl3(BO3)4晶體、調Q元件、KGd(WO4)2拉曼晶體、非線性晶體、輸出鏡依次排列組成。通過泵浦源泵浦雙波長激光晶體Yb:GdAl3(BO3)4和調Q元件，產生短脈沖的雙波長基頻光震蕩，再利用KGd(WO4)2晶體具有兩個拉曼位移譜線的特點，實現兩種多波長黃色激光輸出方案，一種方案輸出波長為倍頻光566nm、578nm和和頻572nm激光，第二種為倍頻光575nm、569nm以及和頻572nm激光。這種激光器具有結構緊湊、穩定、高效的優點，解決了現有黃光激光器波長單一的不足。
【IPC分類】H01S3/30, H01S3/109, H01S3/16, H01S3/108
【公開號】CN105633786
【申請號】CN201610185994
【發明人】游振宇, 孫益堅, 涂朝陽, 徐金龍, 朱昭捷, 王燕
【申請人】中國科學院福建物質結構研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月29日