[发明专利]一种双复合谐振腔结构的波长可调谐固体激光器

说明书

本公开揭示了一种双复合谐振腔结构的波长可调谐固体激光器，所述激光器将Nd:YAG晶体产生的非偏振1064.2nm受激辐射荧光通过第一谐振腔和第二谐振腔分别实现s‑偏振1064.2nm泵浦激光和p‑偏振1064.2nm基频光振荡。s‑偏振1064.2nm泵浦激光泵浦第三谐振腔产生波长皆可调谐的s‑偏振信号光和中红外波段s‑偏振闲频光，波长可调谐的s‑偏振信号光与p‑偏振1064.2nm基频光和频形成橙红波段波长可调谐的s‑偏振和频激光。本公开的激光器能够在橙红波段和中红外波段同时实现波长可调谐、高功率的激光输出，结构紧凑、能量转换效率高，可广泛应用于生物医学、激光测量、污染监测、光谱分析等领域。

技术领域

本公开涉及激光技术领域，具体涉及双复合谐振腔结构的波长可调谐固体激光器。

背景技术

600nm-650nm橙红波段激光在生物医学、激光测量、激光显示、激光打印、污染监测、光谱分析等领域有着广泛的应用。

早期的橙红波段激光器多为气体和液体染料激光器，因输出功率低、使用寿命短、含有剧毒物质等因素限制了其实际应用。

随着半导体激光器技术的发展，近年来拉曼频移、蓝色激光泵浦掺Pb³⁺晶体、半导体激光泵浦掺Nd³⁺晶体腔内和频、半导体激光泵浦Nd³⁺晶体腔内倍频等获得橙红波段激光的技术成为了研究热点。但是采用上述技术获得的橙红波段激光波长固定，不能实现波长可调谐输出。

随着周期极化晶体技术的迅速发展，利用光参量振荡技术和腔内和频技术来产生波长可调谐的橙红波段激光成为最新研究方向。然而在此类研究中，光参量振荡器的泵浦激光由于同时承担了泵浦光参量振荡器、参与腔内和频过程的两个角色，分散了其功率，从而降低了腔内信号光功率密度，导致波长可调谐橙红波段激光输出功率较低，波长调谐范围也受到限制。

发明内容

针对上述部分问题，一方面，本公开提供一种基于双复合谐振腔结构、连续输出功率较高的波长可调谐固体激光器，另一方面，本公开提供一种在橙红波段和中红外波段同时产生波长可调谐、高功率激光的方法。

一种基于双复合谐振腔结构的固体激光器，所述激光器包括：

第一平凹反射镜(1)、第一偏振元件(4)、第一输出镜(5)、第二偏振元件(7)、第一平面反射镜(9)、会聚透镜(10)、第二平凹反射镜(11)、第二平面反射镜(16)、第二输出镜(17)、第三平凹反射镜(19)，其中：

所述第一平凹反射镜(1)、第一偏振元件(4)、第一输出镜(5)形成第一谐振腔；

所述第一平凹反射镜(1)、第二输出镜(17)、第三平凹反射镜(19)形成第二谐振腔；

所述第二平凹反射镜(11)、第二平面反射镜(16)、第二输出镜(17)、第三平凹反射镜(1)形成第三谐振腔；

在所述第一平凹反射镜(1)、第一偏振元件(4)之间有受激辐射光源，受激辐射光源产生非偏振的1064.2nm受激荧光，经第一偏振元件(4)分解成为s-偏振1064.2nm受激荧光和p-偏振1064.2nm受激荧光；

所述s-偏振1064.2nm受激荧光经第一谐振腔振荡放大后输出稳定的s-偏振1064.2nm泵浦激光，所述p-偏振1064.2nm受激荧光在第二谐振腔内振荡放大后形成稳定的p-偏振1064.2nm基频光；

在第二平凹反射镜(11)和第二平面反射镜(16)之间有第一非线性光学频率变换晶体，在第二输出镜(17)和第三平凹反射镜(19)之间有第二非线性光学频率变换晶体；

所述第一偏振元件(4)、第二平面反射镜(16)位于第一平凹反射镜(1)与第二输出镜(17)之间，四者的光心位于一条直线上，与受激辐射光源产生的p-偏振1064.2nm基频光重合；