[发明专利]一种Ca3(BO3)2晶体受激拉曼散射的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ca₃(BO₃)₂晶体受激拉曼散射的应用，属于拉曼激光与器件的技术领域。

背景技术

利用晶体的受激拉曼散射技术，能够获得一些新的激光波长，例如黄、橙激光和1.5μm人眼安全激光。到目前为止，人们已研究过的拉曼晶体包括金刚石、硝酸盐(Ba(NO₃)₂)、钨酸盐(BaWO₄、SrWO₄)、钒酸盐(YVO₄、GdVO₄)、钼酸盐(BaMoO₄、SrMoO₄)、磷酸盐(KTiOPO₄、KH₂PO₄)、碘酸盐(LiIO₃)、碳酸盐(CaCO₃)等，而有关硼酸盐Ca₃(BO₃)₂晶体的受激拉曼性质研究国内外未见任何报道。与其它晶体相比，Ca₃(BO₃)₂晶体作为拉曼介质有五个显著优点：易生长、成本低、紫外透光性能好、抗激光损伤阈值高、拉曼频移大。Ca₃(BO₃)₂晶体熔点在1420℃附近，可用提拉法生长，便于短时间内获得大尺寸、高质量单晶，而且不含稀土元素，在造价上有优势，易推广，商用价值高。Ca₃(BO₃)₂的透光范围为180～3800nm，在190～350nm仍保持较高透过率，有利于紫外波段的变频应用。最新研究表明，Ca₃(BO₃)₂晶体最强的拉曼频移达到927cm^-1,而且激光脉冲的抗光伤阈值仅次于金刚石但高于其他拉曼晶体，因此特别适用于高能脉冲条件下的工作。分别以266、355、532和1064nm皮秒脉冲激光作为泵浦源，首次发现硼酸钙具有强的拉曼效应，能够观测到多级斯托克斯线和反斯托克斯线。Ca₃(BO₃)₂晶体还具备优良的热学性质和稳定的物理化学性能，可作为一种新型拉曼晶体。

目前常用的固体拉曼材料有YVO₄和SrWO₄晶体，YVO₄晶体熔点高且原始材料V₂O₅具有剧毒性，污染环境；SrWO₄晶体生长过程中W₂O₃极易挥发所以组分难以控制，另外这两种晶体都含有稀土元素因此造价高；还有YVO₄和SrWO₄晶体紫外截止边分别为400nm和300nm，远大于Ca₃(BO₃)₂晶体的180nm，因此不利于在深紫外的拉曼变频器件应用。

发明内容

针对现有技术研究的不足，本发明提供一种Ca₃(BO₃)₂晶体受激拉曼散射的应用。所述Ca₃(BO₃)₂拉曼晶体制备容易、无污染、造价低、激光损伤阈值高、紫外截止边短透过率高、拉曼频移大等优点，有利于固体拉曼激光的发展。根据自发拉曼谱发现Ca₃(BO₃)₂晶体最优拉曼配置是X(YY)X，因此拉曼器件的加工角度是(90°,0°)即X轴。

本发明的技术方案如下：

专业技术术语：

受激拉曼散射(SRS)：是强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相耦合产生的，具有很强的受激特性，即与激光器中的受激光发射有类似特性：方向性强，散射强度高。

拉曼频移：散射光频与激发光频之差，取决于分子振动能级的改变，所以它是特征的，与入射光的波长无关，也可适用于分子结构的分析。拉曼频移越大，散射光与激发光的波长差越大。