[发明专利]全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高峰值功率、窄脉冲宽度的全固态579nm黄光拉曼激光器，属于激光技术领域。

背景技术

550nm-600nm黄光波段激光在医疗、演示、卫星导引、水下探测等领域具有不可替代的应用价值。目前产生此波段的激光器有铜蒸汽激光器、染料黄光激光器、半导体激光器、双波长和频激光器。铜蒸汽激光器结构复杂、转换效率低，为了获得铜蒸汽，须采用电热装置将铜加热到1500°C的温度，必须使用能耐高温并有良好真空气密性能的氧化铝材料做外壳，并在其外面绕上电热丝来加热管内金属。这种激光器工作温度相当高，存在着严重的工艺问题。染料黄光激光器功率低、安全性差、染料有毒且易退化、能量消耗高、性能不稳定、激光循环冷却系统复杂等缺点制约了它的发展。半导体激光器理论上可产生477nm-600nm波段内的任何波长的激光，但是对于每个目标波长，半导体发光材料都要经过特殊的设计，成本高昂。双波长和频激光器方面，主要是利用非线性晶体在谐振腔内对掺钕工作物质的1.06μm和1.31μm谱线和频产生590nm附近的谱线，输出波长单一，输出功率和转换效率较低，应用范围有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高峰值功率、窄脉冲宽度的全固态579nm黄光拉曼激光器，本发明采用外置拉曼谐振腔型和高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm绿光激光端面泵浦KGW拉曼晶体实验方案，532nm绿光激光经过KGW拉曼晶体拉曼频移后获得脉冲重复频率1kHz、脉冲宽度10ns左右、峰值功率超过200kW的高峰值功率、窄脉冲宽度的579nm黄色拉曼激光输出。本发明具有体积小、效率高、结构紧凑、工作安全的优点，克服了现有技术的不足。

实现本发明的技术方案是这样解决的：

一种全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器，其入射平面1064nm全反射镜（1）的水平光路上依次设置有BBO晶体电光调Q开关（2）、布儒斯特镜（3）、激光增益介质（4）、脉冲LD侧面泵浦模块（5）、1064nm激光输出镜（7）、LBO倍频晶体（8）、45°分光镜（9）、λ/2波片（10）、聚焦透镜（11）、579nm黄光激光反射镜（12）、KGW拉曼晶体（13）和579nm黄光激光输出镜（14）；同步延迟脉冲信号发生器（6）向脉冲LD侧面泵浦模块（5）的电源和BBO晶体电光调Q开关（2）的驱动电源提供延迟触发脉冲信号。

所述的BBO晶体电光调Q开关（2）使用BBO电光晶体，重复率在1Hz-1000Hz之间连续可调。

所述的激光增益介质（4）为多晶Nd:YAG陶瓷棒，棒的直径为3mm，棒的长度为65mm。

所述的脉冲LD侧面泵浦模块（5）为脉冲808nm半导体激光三向泵浦模块，脉冲重复率在1-1000Hz范围内可调。

所述的1064nm激光输出镜（7）针对1064nm基频光的透过率T=40%。

所述的LBO倍频晶体（8）为I类角度相位匹配LBO晶体，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。

所述的579nm黄光激光反射镜（12）为平面镜，对532nm增透，对555nm、579nm高反，T>90%532nm & R>97%555nm & R>97%579nm。

所述的KGW拉曼晶体（13）晶体尺寸为4×4×40mm³，晶体沿b轴切割，晶体两个光学端面镀有450nm-650nm增透膜，晶体用铟箔包裹后放入水冷散射铝块中。

所述的579nm黄光输出镜（14）为平面镜，对532nm、555nm高反，对579nm部分透射，R>99.5%532nm & R>97%555nm & T>50%579nm。

上述全固态激光器泵浦的579nm黄光拉曼激光器产生激光方法，包括以下步骤：

1）激光增益介质（4）吸收脉冲LD侧面泵浦模块（5）提供的808nm半导体激光能量后，产生受激荧光辐射，辐射的荧光在平面全反射镜（1）与1064nm激光输出镜（7）之间的光学元件构成的谐振腔内放大后形成稳定的1064nm脉冲基频光振荡；

2）由同步延迟脉冲信号发生器（6）向脉冲LD侧面泵浦模块（5）的电源和BBO晶体电光调Q开关（2）的驱动电源提供脉冲信号，通过调节两个信号的延迟触发时间，保证LD发射808nm脉冲泵浦光与BBO晶体退压精确同步，获得重复率在1-1000Hz、窄脉冲宽度的1064nm脉冲激光输出；