一種基于雙受激拉曼散射介質的雙波長激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于雙受激拉曼散射介質的雙波長激光器，屬于激光技術領域。
【背景技術】
[0002]雙波長激光器在光電對抗、遠程激光測距、激光通信、差分吸收激光雷達、激光醫療、精細激光光譜、激光顯示等領域具有重要應用價值。特別是利用晶體的非線性光學性質在雙波長激光器后端進行和頻、差頻等頻率變換，可以獲得更多波長激光，大大豐富了激光光源。近年來，利用雙波長激光的差頻產生相干太赫茲波受到國內外廣泛關注，其優點是閾值低，結構緊湊，可以產生較高功率的太赫茲輻射，是一種理想的太赫茲源。
[0003]目前，獲得雙波長激光的方法主要有三種:
[0004]第一種是光學變頻法，如倍頻、和頻、差頻等。這種方法需要考慮嚴格的位相匹配，設計相對復雜。由于栗浦光種類有限，且栗浦光與頻率變換后的激光波長間隔大，限制了其應用范圍。例如，1064nm波長的激光倍頻后為532nm的綠光，波長間隔很大，無法用作差頻法太赫茲波的激光產生源。
[0005]第二種是雙發射譜線法，基于激光晶體發射譜的兩個發射峰實現雙波長激光輸出。這種方法選擇同一類激活粒子不同能級對之間的躍迀，或者是同一能級對內不同斯塔克分量之間的躍迀，雙波長的間隔可以調節。但設計也比較復雜，并且上能級粒子消耗引起激烈的模式競爭，導致雙波長激光的輸出功率很不穩定，不適于可靠性要求高的應用。
[0006]第三種是受激拉曼散射法，栗浦光與受激拉曼散射介質產生的stokes及ant1-stokes光構成雙(或多)波長輸出。這種方法中各波長的頻率間隔固定，波長間隔較大，限制了其應用范圍。例如532nm波長的激光栗浦BaW04晶體產生的一階、二階stokes光的波長間隔約為30nm，且各階受激拉曼激光的相互比例難以控制，影響其實際應用。
[0007]結構簡單、峰值功率大、波長間隔可調、輸出穩定性強的雙波長激光有著重要的應用價值與科研價值。
【發明內容】
[0008]為了克服現有技術存在的缺陷和不足，本實用新型提供了一種基于雙受激拉曼散射介質的雙波長激光器。
[0009]本實用新型的技術方案為:
[0010]—種基于雙受激拉曼散射介質的雙波長激光器，包括沿光路依次安放的栗浦源、第一光闌、縮束系統、第二光闌、第一衰減系統、第一濾色片，所述雙波長激光器還包括拉曼頻移不相同的拉曼介質I及拉曼介質π，所述拉曼介質I及所述拉曼介質Π之后設置所述第一濾色片。
[0011]利用栗浦源產生的同一束激光，入射到拉曼頻移不相同的拉曼介質I及拉曼介質Π中，拉曼介質I及拉曼介質Π分別產生受激拉曼激光，構成由不同受激拉曼介質產生的兩種或更多具有一定頻率差的受激拉曼激光，第一濾色片濾掉栗浦光，并選擇性透射所需要的雙波長激光。
[0012]根據本實用新型優選的，所述拉曼介質I及拉曼介質Π為氣體拉曼介質、液體拉曼介質或固體拉曼介質，氣體拉曼介質包括H2、N2、D2、CH4、02，液體拉曼介質包括硝基苯、苯、甲苯、CS2，固體拉曼介質為晶體或光纖，所述晶體包括金剛石、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]根據本實用新型優選的，所述雙波長激光器還包括分束器、光路延遲系統、合束器、第一反光鏡、第二衰減系統、第二反光鏡，所述分束器設置在所述第二光闌與所述第一衰減系統之間，激光經所述分束器后分為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減系統、所述光路延遲系統、所述拉曼介質1、所述合束器;在第二光路上依次安放所述第一反光鏡、所述第二衰減系統、所述拉曼介質Π、所述第二反光鏡;所述合束器之后放置所述第一濾色片。
[0014]栗浦源產生激光光源，激光光源經過所述第一光闌選取合適大小的光斑，縮束系統提高了入射激光的功率密度，入射激光經過所述第二光闌再次選取合適大小的光斑，入射激光進入所述分束器，分成兩路分別進入第一光路和第二光路，兩光路中拉曼介質I及拉曼介質Π各自產生拉曼激光，經過所述合束器后，將兩路拉曼激光并為一路。第一衰減系統與第二衰減系統調節栗浦光功率，從而改變兩路拉曼激光的輸出功率比例，以利于進一步應用。所述光路延遲系統調節光程長度使拉曼介質I和拉曼介質Π產生的拉曼激光在相同時刻在合束器射出。第一濾色片濾掉栗浦光，選擇所需的受激拉曼散射激光以低損耗通過。這樣，通過分別入射并聯放置的拉曼介質I及拉曼介質Π，實現了雙波長激光輸出。
[0015]根據本實用新型優選的，所述雙波長激光器還包括非線性晶體及第二濾色片，所述第一光闌、所述非線性晶體、所述第二濾色片、所述縮束系統沿光路依次安放。
[0016]栗浦源產生激光光源，通過非線性晶體將基頻栗浦光轉換為變頻栗浦光，第二濾色片濾掉基頻栗浦光后，變頻栗浦光入射拉曼介質I和拉曼介質Π，產生受激拉曼激光。
[0017]根據本實用新型優選的，所述光路延遲系統與所述拉曼介質I之間安放所述第一輸入鏡，所述拉曼介質I與所述合束器之間安放所述第一輸出鏡，所述第二衰減系統與所述拉曼介質Π之間安放所述第二輸入鏡，所述拉曼介質Π與所述第二反光鏡之間安放所述第二輸出鏡。
[0018]根據本實用新型優選的，所述雙波長激光器還包括非線性晶體、第二濾色片，所述栗浦源、所述第一光闌、所述非線性晶體、所述第二濾色片、所述縮束系統、所述第二光闌、所述第一衰減系統、所述拉曼介質1、所述拉曼介質Π、所述第一濾色片沿光路依次安放。
[0019]將縮束系統產生的高功率密度激光經過第一衰減系統衰減后，先入射拉曼介質I產生第一束受激拉曼散射激光，再入射拉曼介質Π產生第二束受激拉曼散射激光。這樣，通過先后入射串聯放置的拉曼介質I與拉曼介質Π，實現雙波長激光輸出。
[0020]根據本實用新型優選的，所述栗浦源為脈沖激光器;例如，納秒、皮秒等脈沖激光器。所述第一光闌及所述第二光闌均為帶有通光孔的擋板;所述縮束系統包括焦距不同的透鏡。
[0021]根據本實用新型優選的，所述非線性晶體為頻率變換晶體，例如倍頻晶體、三倍頻晶體、受激拉曼晶體;所述光路延遲系統包括固定軌道、反光鏡及安裝在所述固定軌道上可前后移動的直角棱鏡或反光鏡組合。
[0022]根據本實用新型優選的，所述第一濾色片鍍以對基頻栗浦光與變頻栗浦光高反、對需要產生的受激拉曼激光高透的介質膜;所述第二濾色片鍍以對基頻栗浦光高反、對所述非線性晶體產生的變頻栗浦光高透的介質膜;所述第一衰減系統及所述第二衰減系統均為偏振片、偏振棱鏡、中性密度濾光片中的任一種或任幾種的組合結構;所述第一反光鏡及所述第二反光鏡均為對拉曼介質I和拉曼介質Π的栗浦光高反的鏡片。
[0023]根據本實用新型優選的，所述分束器為分光棱鏡或鏡片;所述合束器為鏡片合束器、棱鏡合束器或偏振合束器。
[0024]本實用新型的有益效果為:
[0025]1.波長豐富。到目前為止，已在許多介質中實現了有效受激拉曼散射，得到了上百條譜線，其波長分布范圍從近紫外到近紅外。拉曼介質栗浦光的波長和脈寬可以有多種選擇，并且拉曼介質I和拉曼介質Π可以自由組合，并且受激拉曼散射介質可產生多階stokes光以及ant1-stokes光，因此，本實用新型可獲得多種雙波長激光，大大豐富了雙波長激光光源的種類。應用中可以根據需要更換不同拉曼介質，選取不同階的stokes光或ant1-stokes光，獲得相應的雙波長輸出。本實用新型在激光測距、激光通信、差分吸收激光雷達、激光醫療、精細激光光譜等領域具有極大應用價值。
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