[发明专利]宽波段可调谐的连续波530-780nm光学参量振荡器

说明书

技术领域

本发明属于光电子与激光技术领域，涉及一种全固态连续波可见光宽波段可调谐光学参量振荡器激光器，它适用于激光医学、医学显微成像、激光光谱学、精密光学测量和科学研究等领域的应用。

背景技术

可见光波段的激光在光谱分析、量子力学、信息处理、原子物理学、生物医学影像、超高分辨率显微镜和医疗等领域具有重要的应用价值。尤其是由于血液中的脱氧血红蛋白在580nm处达到摩尔消光系数峰值，而氧合血红蛋白在550nm和600nm处达到峰值；皮肤中表皮层内的黑色素对530~780nm波段也有较强的吸收；水对于530~780nm波段几乎透明；618~780nm波段恰好处于生物组织光学窗口（618~1316nm）范围内，因此，对于生物医学成像、激光医疗和光与生物组织的相互作用研究等应用而言，选择位于530~780nm波长范围内合适的连续波激光光源，对于提高成像质量、治疗效率、穿透深度和降低光致组织损伤，有着十分重要的意义。目前，可见光波段的激光主要由半导体激光器、固体激光器、气体激光器、染料激光器和光纤激光器等激光器直接输出，或者是通过倍频、和频和差频等非线性频率变换技术实现输出，但这些激光器和技术手段只能获得某些特定波长激光的输出。其中输出波长可调谐范围较宽的掺钛宝石激光器的输出光谱范围也只能达到660~1180nm，不能覆盖可见光530~660nm波段。利用二阶非线性光学混频实现光学频率变换的光学参量振荡器调谐范围很宽，可从紫外到远红外，弥补了普通激光器及其倍频只能输出某些特定波长激光的缺陷，是获得宽波段可调谐、高相干辐射光源和新波段激光系统的重要途径。光学参量振荡器已在中红外波段得到成功应用，但在可见光波段的公开报道较少，而且大部分集中在脉冲泵浦运转方式。连续波泵浦的光学参量振荡器相对于其他运转方式具有更高的振荡阈值，需要泵浦源能够提供较高的泵浦功率，而且非线性晶体也要具备更大的非线性系数，所以连续波光学参量振荡器比其他运转方式光学参量振荡器的实现都要困难。

发明内容

为了克服现有可见光波段缺少宽波段可调谐的连续波激光器的不足，本发明提供了一种连续波光学参量振荡器系统，该连续波光学参量振荡器系统能在可见光波段范围内输出宽波段可调谐激光。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

宽波段可调谐的连续波530-780nm光学参量振荡器，包括依次设置在光路上的泵浦激光器、光束耦合系统I、输入镜I、激光晶体、反射镜I、倍频非线性晶体I、输出镜I、反射镜II、光束耦合系统II、输入镜II、光学参量振荡器非线性晶体、反射镜III、反射镜IV、光学参量振荡器-倍频非线性晶体II、输出镜II，所述输入镜I、反射镜I和输出镜I构成短波长激光的谐振腔，光束耦合系统I位于泵浦激光器和输入镜I之间，所述光束耦合系统I的中心轴线与泵浦激光器的出光方向重合，激光晶体位于输入镜I和反射镜I之间，倍频非线性晶体I位于反射镜I和输出镜I之间，所述输入镜II、反射镜III、反射镜IV、输出镜II，构成可见光光学参量振荡器的谐振腔，光束耦合系统II位于反射镜II和输入镜II之间，所述光束耦合系统II的中心轴线与反射镜II反射光方向重合，光学参量振荡器非线性晶体位于输入镜II和反射镜III之间，光学参量振荡器-倍频非线性晶体II位于反射镜IV和输出镜II之间；