[发明专利]一种红光激光器、激光频率变换装置以及生成红光激光的方法

说明书

本发明提供一种红光激光器、激光频率变换装置以及生成红光激光的方法。激光器包括：泵浦激光器，其用以生成泵浦激光光束；振荡级拉曼池，其用以将所述泵浦激光光束并转换为具有拉曼种子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；激光反射镜组，将1248nm波长激光反射至拉曼光放大结构；拉曼光放大结构，其用以对1248nm波长激光进行放大，并由拉曼光放大结构的出射光束中分离出来生成第二激光光束，所述第二激光光束投射至倍频晶体；倍频晶体，其用以对所述第二激光光束实现倍频效果，生成624nm波长的红光激光。本发明解决了现有技术中红光激光一直无法实现大功率输出的技术问题。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体而言，尤其涉及一种红光激光器、激光频率变换装置以及生成红光激光的方法。

背景技术

近年来，随着激光在交通、测量、医疗、国防和工农业等众多应用领域不断地发展，开发特殊的激光波长已经越来越引起人们的兴趣。这些特殊的激光波长可以通过新的激光工作物质产生，也可以通过气体或晶体材料等非线性光学频率转换产生。其中，红光激光在国防领域如测距、雷达、激光陀螺、光电对抗等有着重要的作用。然而，由于技术不成熟、无合适的增益介质，红光激光一直无法实现大功率输出。

受激拉曼散射技术是实现激光波长变换的重要技术手段。气体拉曼介质浓度较低，增益较小，但具有较好的热管理性、较高的损伤阈值(更可能实现大能量拉曼激光输出)、高拉曼振动模(大拉曼频移)和窄拉曼线宽等优点，因此也得到了广泛深入的研究。

发明内容

本发明提供了一种红光激光器、激光频率变换装置以及生成红光激光的方法。采用高纯CO₂气体(纯度为99.999％)作为拉曼介质，1064nm激光器为泵浦激光，输出的拉曼光1248nm经过激光倍频晶体可以输出624nm大功率红光激光。解决了现有技术中红光激光一直无法实现大功率输出的技术问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种红光激光器，包括：

泵浦激光器，其用以生成泵浦激光光束；

透镜，其用以将所述泵浦激光光束聚焦至振荡级拉曼池；

振荡级拉曼池，其用以将所述泵浦激光光束并转换为具有拉曼种子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；

介质膜凹面反射镜，其用以对所述第一激光光束进行整形，消除泵浦激光和拉曼种子光的色差；

激光反射镜组，其用以改变第一激光光束的传播方向，并将1248nm波长激光反射至拉曼光放大结构；

拉曼光放大结构，其用以对1248nm波长激光进行放大，并由拉曼光放大结构的出射光束中分离出来生成第二激光光束，所述第二激光光束投射至倍频晶体；

倍频晶体，其用以对所述第二激光光束实现倍频效果，生成624nm波长的红光激光；

其中，所述泵浦激光器输出的泵浦源激光光束经振荡级拉曼池转换为具有拉曼种子光和剩余泵浦激光的第一激光光束；经介质膜凹面反射镜和激光反射镜组作用后，将1248nm波长激光反射至拉曼光放大结构中进行放大和分光，生成的第二激光光束通过倍频生成624nm波长的红光激光。

基于上述方案，进一步优选的，所述拉曼光放大结构包括至少一级放大级拉曼池以及对所述放大级拉曼池的出射光束进行分光的二相色镜，所述二相色镜用以反射分离出1248nm波长激光；

当拉曼光放大结构具有的放大级拉曼池多于一个级时，则将前级二相色镜分离出的激光光束做为后级放大级拉曼池的入射激光光束。

基于上述方案，进一步优选的，各所述所述放大级拉曼池配备泵浦光源。

基于上述方案，进一步优选的，所述放大级拉曼池内充纯度不小于99.999％的高压CO2气体。