[发明专利]小型化连续波人眼安全拉曼激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体激光器，特别是一种1.5微米小型化连续波人眼安全拉曼激光器。

背景技术

目前国内外已经有关于固体人眼安全激光器的报道，他们主要采取三种方式来实现：其一是LD泵浦的饵玻璃激光器(Spectral and temporal properties of diode-pumped Er，Yb：glass laser，《Optics Communications》，Vol.252，2005，301-306)；其二是采取参量振荡器的方式(High-repetition-rate，intracavity-pumped KTP OPO at 1572nm，《Applied Physics B》，Vol.80，2005，329-332)；其三是利用受激拉曼散射(Compact efficient all-solid-state eye-safe laser with self-frequency Raman conversion in a Nd:YVO₄crystal，《Optics Letters》，Vol.29，2004，2171-2174)。其中，Er玻璃激光器材料制作困难，基质玻璃材料的低热导系数限制重复频率，不适合高频应用；而受激拉曼散射属于三阶非线性效应，与参量振荡(OPO)相比，它无需相位匹配，并且其输出光束质量好，转化效率高，可以在较高重复频率下工作。因此近年来，利用受激拉曼散射的方式获得1.5m人眼安全波段激光输出受到人们越来越多的关注。但目前利用受激拉曼散射(SRS)获得1.5m人眼安全激光输出需要基频光具有高的峰值功率以达到SRS阈值，因此目前已有的文献报道中基频光均采用了脉冲光，且均为采用声光或电光的主动调Q结构。主动调Q结构虽然可以获得稳定的脉冲输出，得到受激拉曼散射所需的较高的峰值功率，但一方面结构比较复杂，声光或电光器件的引入增加了谐振腔的长度，从而使谐振腔设计更加困难；另一方面声光和电光器件其本身价格昂贵且需要单独的电源驱动，增加了激光器的成本，并且使激光器笨重，不利于实际应用。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，以实现体积小，功率高，转换效率高且结构紧凑，功能稳定的人眼安全激光器，本发明提供一种小型化连续波人眼安全拉曼激光器。

本发明的技术方案如下：

一种小型化连续波人眼安全拉曼激光器，包括泵浦源、耦合透镜系统、激光晶体、拉曼晶体、后腔镜和输出镜，其特征在于泵浦源位于耦合透镜系统之前，耦合透镜系统之后放置由后腔镜和输出镜组成的谐振腔；谐振腔内依次放置激光晶体、拉曼晶体；激光晶体和拉曼晶体均由铟箔包裹并被固定在带有水冷或半导体制冷装置的铜块内，由制冷装置对其进行恒温控制；

其中泵浦源是输出波长为808nm或880nm的光纤耦合输出的激光二极管，泵浦方式是端面泵浦；激光晶体两个端面均镀有对波长为1064nm，1300-1550nm的增透膜，前端面加镀对808nm和880nm的增透膜；拉曼晶体两端面均镀1300-1550nm的增透膜；后腔镜镀有对波长808nm、880nm以及1064nm的高透膜和对波长1300-1550nm的高反膜；输出镜镀有对波长1064nm的高透膜和对波长1300-1550nm的高反膜；上述的高反膜其反射率均大于99.9％。

所述的激光晶体是掺钕(Nd)或掺镱(Yb)的以下诸晶体中的一种：钇铝石榴石(YAG)、钒酸钇(YVO₄)、钒酸钆(GdVO₄)、钒酸镥(LuVO₄)、氟化钇锂(YLF)、铝酸钇(YAP)、钆镓石榴石(GGG)、钨酸钆钾(KGd(WO₄)₂)；或者是键合晶体钇铝石榴石/掺钕钇铝石榴石(YAG/Nd:YAG)、钒酸钇/掺钕钒酸钇(YVO₄/Nd:YVO₄)诸晶体中的一种；或者是掺钕(Nd)或掺镱(Yb)的YAG陶瓷；激光晶体的掺杂浓度当掺钕时为0.05-at.％至3-at.％；掺镱时为0.05-at.％至10-at.％。激光晶体作用是产生拉曼转换所需的基频光。

所述的拉曼晶体是YVO₄、GdVO₄、SrWO₄、BaWO₄、KGd(WO₄)₂晶体中的一种，拉曼晶体作用是将激光晶体产生的1.3微米的基频光转化到1.5微米人眼安全波段的激光。