[发明专利]自拉曼可控多波长激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种既可实现单一波长输出，又可实现多波长的分时调制输出的自拉曼可控多波长激光器。

背景技术

激光的单色性在科研与生产中得到了广泛应用。激光的单色性也决定了激光器的设计需要以单一波长的输出为目的，因而大多数激光器均为基于单一激光介质的单波长激光器。近年来，随着非线性光学效应研究的深入和相关变频技术的快速发展，已有的激光技术可利用倍频、光参量震荡和拉曼效应等实现多波长激光束的输出，但其结构均较为复杂。

现有技术中，为了实现可控产生多波长激光束，可利用部分拉曼晶体的各向异性，利用不同偏振态的基频光注入到拉曼晶体中产生所需波长的激光束输出(Wang,W.,Gong,M.L.,et al.,Diode-pumped Q-switched Nd:YAG-KGW Raman laser operating in two-color modulation.Opt.Express，2010，18(3):2655-2661.)。该结构虽然能够高效地输出可控多波长激光束，但是需要两种介质及其对应的谐振腔来实现，其中，一种用以产生基频激光，一种用于变换频率，并需要切换激光晶体和非线性变频介质在各自谐振腔中的工作状态，且需依赖多波长耦合输出装置用以耦合不同光路输出的激光束，光路结构较为复杂，激光损耗也较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种自拉曼可控多波长激光器，以解决现有多波长激光器结构复杂，激光损耗大的问题，进而实现多种激光波长的可控输出。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提出了一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；

所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；

所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；

所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构。

所述自拉曼晶体为集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体，所述自拉曼晶体沿折射率椭球N_p方向切割，输出基频光λ₀，拉曼频移宽度依基频光的偏振态而定，基频偏振方向沿N_g方向，输出拉曼光λ₁₁，基频偏振方向沿N_m方向，输出拉曼光λ₁₂。

优选地，所述全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ₁₁和拉曼光λ₁₂的高反膜，所述耦合输出镜镀有基频光高反膜和两个拉曼光λ₁₁、λ₁₂的耦合输出膜片，所述波长分束片置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光高度透射，对拉曼光高度反射。

本发明还提出了另一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；

所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；

所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；

所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构；

优选地，所述全反镜镀有基频光和拉曼光λ₁₂高反膜以及拉曼光λ₁₁高透膜，所述耦合输出镜镀有基频光和拉曼光λ₁₂耦合输出膜片以及拉曼光λ₁₁高透膜，所述波长分束片置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光和拉曼光λ₁₁高度透射，对拉曼光λ₁₂高度反射。

优选地，还包括置于所述耦合输出镜与所述自拉曼晶体之间的偏振态-波长分束片和置于所述偏振态-波长分束片的光反射方向的基频光全反镜；

所述偏振态-波长分束片对基频S偏振光高度反射，对基频P偏振光高度透射，对非线性变换光束没有偏振选择性且高度透射；