[发明专利]一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器

说明书

本发明公开了一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，包括激光二极管泵浦源、聚焦耦合系统、拉曼谐振腔的后腔镜、泵浦激光增益介质、声光Q开关、拉曼增益介质、拉曼谐振腔的前腔镜和分光镜；激光二极管泵浦源的泵浦激光经聚焦耦合系统聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质时，拉曼增益介质产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜并通过分光镜后，激光器输出1666nm的拉曼激光。本发明中的拉曼激光器结构紧凑、效率高，实现了1.21W的最大输出功率，这是1.6μm拉曼激光器的最高输出功率，同时8.96kW的峰值功率也是1.6μm附近的最高拉曼输出峰值功率。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体为一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器。

背景技术

在1.6μm人眼安全区域附近运行的固态激光器在激光医学、差分吸收激光雷达、遥感、测距、光谱和波长转换等领域具有许多重要应用。传统上，为了产生大约1.6μm的激光器，工作主要集中在共振泵浦Er:YAG激光器的开发上。此外，受激拉曼散射是另一种基于三阶非线性过程产生新激光波长的有效方法，但鲜有报道。据我们所知，只有Jelínek等人的1.63μm化学气相沉积-金刚石拉曼激光器。V³⁺:YAG作为可饱和吸收体的被动调Q Nd:YAP激光器，被用作泵浦源在1.34μm处工作，获得了脉冲宽度为6ns的拉曼激光输出能量为47μJ。

最常用的拉曼活性介质包括YVO₄、PbWO₄、KGd(WO₄)₂、SrWO₄和BaWO₄。BaWO₄被认为是一种优秀的拉曼活性晶体，适用于从皮秒到纳秒的广泛泵浦脉冲持续时间，因为它具有高拉曼增益效率和优异的热力学和机械性能。以前，主要采用1.06μm和1.3μm的掺Nd激光器作为泵浦源，除了广泛使用的1.06μm和1.3μm的受激辐射之外，其他重要的受激辐射(例如1.44μm)尚未被用作实现拉曼激光的基本波长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，解决了背景技术中提到的问题。

一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，方案如下：

所述拉曼激光器包括激光二极管泵浦源、聚焦耦合系统、拉曼谐振腔的后腔镜、泵浦激光增益介质、声光Q开关、拉曼增益介质、拉曼谐振腔的前腔镜和分光镜。

所述拉曼激光器的激光二极管泵浦源的泵浦激光经聚焦耦合系统聚焦，由拉曼谐振腔的后腔镜进入拉曼谐振腔中。所述泵浦激光入射到泵浦激光增益介质中，泵浦激光增益介质发生粒子数反转产生受激辐射，在拉曼谐振腔中形成1444nm的基频激光。基频激光经过拉曼增益介质时，拉曼增益介质产生受激拉曼散射从而产生1666nm波长的一阶斯托克斯光。经拉曼谐振腔的前腔镜并通过分光镜后，激光器输出1666nm的拉曼激光。

如上述的一种高效二极管泵浦1666nm拉曼激光器，其中，

优选的是，所述激光二极管泵浦源为50W光纤耦合808nm激光二极管，芯径为400μm，数值孔径为0.22。

优选的是，所述聚焦耦合系统的焦距为50mm、耦合效率为95％。

优选的是，所述拉曼谐振腔的后腔镜为曲率半径为1000mm的凹面镜，覆有1444nm和1666nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有808nm的增透涂层，透射率大于95％；所述拉曼谐振腔的前腔镜为平面镜，覆有1444nm的高反射涂层，反射率大于99.8％，同时覆有1666nm的部分反射涂层，反射率为85％；两个反射镜都覆有946、1064和1319nm的透射率高于95％的增透涂层。