波长锁定LD共振泵浦连续波自拉曼激光器制造技术

波长锁定LD共振泵浦连续波自拉曼激光器，本发明专利技术涉及固体激光器结构技术领域，包括波长锁定LD泵浦源，沿泵浦源LD的激光输出方向同光轴地依次设置准直聚焦耦合系统、激光输入腔镜、键合自拉曼晶体、输出腔镜。本发明专利技术克服了共振泵浦激光器吸收率低、输出稳定性差、温度敏感性高等问题，进一步提高连续波自拉曼激光器的性能，最终获得高效率、高功率、高稳定性的连续拉曼激光输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体激光器结构
，特别是一种波长锁定半导体激光器共振栗浦的全固态连续波自拉曼激光器。
技术介绍
连续波全固态拉曼激光器是指以连续工作方式运转的全固态拉曼激光器。由于脉冲激光器中基频光具有较高峰值功率更易达到拉曼散射阈值，所以以往报道的全固态拉曼激光器大多数工作在脉冲状态。近年来，连续波全固态拉曼激光器由于在医学、生物医学、光通讯、环境控制等领域的应用越来越引起人们的关注。目前报道的连续波全固态拉曼激光器结构有分体式内腔拉曼激光器和自拉曼激光器两种。由于连续拉曼激光器对腔内损耗非常敏感，要提高激光输出功率就要尽可能的减小腔内损耗，自拉曼激光器由于采用一块晶体同时作为激光和拉曼活性介质，减少了腔内元件数、腔内损耗较小，有利于降低阈值、提高转换效率。因此相对于分体式拉曼激光器，自拉曼激光器应是一种更有前途的连续拉曼激光器结构。但自拉曼激光器中由于激光产生和拉曼频移过程都发生在同一块晶体内，晶体热效应更为严重，限制了激光器性能的进一步提升。目前常用的改善激光器中热效应的方法主要有两种:首先是采用一种不掺杂晶体与同基质掺杂晶体键合在一起形成的键合晶体作为激光或自拉曼工作物质，可显著改善晶体内的热效应，从而提高了激光器的输出功率和稳定性。但由于连续运转方式下激光器的热效应更为严重，键合晶体连续波自拉曼激光器中的热效应还是较为严重，激光转换效率及稳定性仍需进一步提高。为了解决这一问题，近年来提出了一种共振栗浦(In-band pumping)技术，此技术是采用特定波长的栗浦光将激光工作物质(如Nd3+ = YVO4)中的原子从基态419/2直接栗浦到激光上能级4F3/2，而传统栗浦过程中则是将原子栗浦到更高的激发态4F5/2，然后再弛豫到激光上能级4F3/2。因此共振栗浦方式消除了由激发态至激光上能级的无辐射跃迀过程，有效降低了栗浦光和激光之间的量子亏损并大幅提尚量子效率，可以从根本上减小激光工作物质中的热效应，有助于提升激光输出功率和转换效率。但由于一般激光晶体的共振栗浦吸收带宽比较窄(〈3 nm)，而半导体激光器的发射波长对温度变化非常敏感，发射波长会随着温度发生变化，导致了共振栗浦方式中激光晶体对栗浦光的吸收率较低，导致激光器存在总体效率低、稳定性差、温度敏感性高等问题，阻碍了该技术的实际应用。为了能够充分发挥共振栗浦技术的优势，有效改善连续波自拉曼激光器中的热效应，有必要采用一种新的栗浦源结构，在减轻热效应的同时，保证较高的栗浦吸收率和温度稳定性，使激光器在整体性能上更具优势。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可获得更高效率、高稳定性的连续拉曼激光输出的波长锁定LD共振栗浦连续波自拉曼激光器。本专利技术包括波长锁定LD栗浦源，沿栗浦源LD的激光输出方向同光轴地依次设置准直聚焦耦合系统、激光输入腔镜、键合自拉曼晶体、输出腔镜。本专利技术栗浦LD是波长锁定半导体激光器，内部用布拉格光栅对波长进行锁定，通过布拉格光栅将发射的中心波长锁定在激光晶体的共振栗浦吸收峰附近(输出线宽〈Inm)，有效改善晶体热效应，提高了共振栗浦吸收效率。且发射波长随温度变化的漂移较小，因此具有很好的温度稳定性，克服了共振栗浦激光器吸收率低、输出稳定性差、温度敏感性高等问题，进一步提高连续波自拉曼激光器的性能，最终获得高效率、高功率、高稳定性的连续拉曼激光输出。由波长锁定半导体激光器产生的栗浦光由耦合系统准直聚焦入射到谐振腔内掺Nd或其它掺杂键合晶体中产生基频激光(如1064nm)的振荡，由于谐振腔对基频光高反(R=99.8%)，腔内基频光功率密度较高可达到拉曼转换阈值，再通过键合激光晶体的自拉曼频移，获得连续波拉曼激光(如1175nm)，由输出镜输出。本专利技术有益效果: 1、本专利技术采用一种新的波长锁定的半导体激光器作为栗浦源，利用其输出光谱线宽窄、稳定性好等特点，实现栗浦光与激光晶体的共振栗浦吸收峰的精确匹配，在减轻热效应的同时提高了栗浦吸收率，进一步提高了激光器的效率和稳定性。2、本专利技术使用波长锁定的半导体激光器共振栗浦键合晶体，采用自拉曼频移产生连续波拉曼激光输出，激光器结构更加简单紧凑，在利用共振栗浦技术和键合晶体改善激光器热效应的同时，有效提高了栗浦光吸收率，将使连续波自拉曼激光器的许多物理特性大为改善。进一步地，所述激光输入腔镜为平镜，在朝向波长锁定LD栗浦源的平镜表面镀有对878.6nm波段栗浦光的增透膜，在背向波长锁定LD栗浦源的平镜表面镀有对栗浦光878.6nm波段高透且对1064和1175nm波段高反的膜。激光输入腔镜对878.6nm波段的栗浦光高透，并对腔内振荡的1064 nm基频光和1175nm拉曼光高反。以上设计可有效保障对878.6nm波段的栗浦光高透是让栗浦光高效透过输入镜入射到激光晶体中，产生1064nm激光振荡，再经晶体自身的拉曼散射效应获得1175nm拉曼光输出，输入镜对1064nm激光高反，即使1064nm激光能量绝大部分集中在腔内，从而增大腔内1064nm基频光的功率密度以降低拉曼转换阈值并提高拉曼转换效率，同时对1175nm拉曼光的高反，是降低对该波长激光的腔的损耗，最终可获得更高功率的连续波拉曼激光输出。本专利技术所述输出腔镜为凹面镜，在朝向键合自拉曼晶体的凹面镜表面镀有对1064和1175nm波段高反的膜。<当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
波长锁定LD共振泵浦连续波自拉曼激光器，特征在于包括波长锁定LD泵浦源，沿波长锁定LD泵浦源的激光输出方向同光轴地依次设置准直聚焦耦合系统、激光输入腔镜、键合自拉曼晶体、输出腔镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊莉，沈明亚，夏长权，汪丽春，孙慧，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32