高功率1501/1526nm雙波長全固態(tài)拉曼激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高功率1501/1526nm雙波長全固態(tài)拉曼激光器，屬固態(tài)激光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]1.5 μπι波長的激光有著多種重要的應(yīng)用。首先，1.5 μπι是人眼安全波長，在激光測距、目標指示、激光雷達、激光掃描成像以及醫(yī)療上都有廣泛的應(yīng)用。目前產(chǎn)生
1.5 μπι人眼安全激光的途徑一般是:光產(chǎn)量振蕩，直接利用Cr4+、Er3+、Yb3+、等摻雜材料在1.5 μπι波段的譜線，和以上幾種方法相比，受激拉曼散射是產(chǎn)生新波長比較有效的手段，可以將現(xiàn)在已經(jīng)獲得的激光器波長轉(zhuǎn)換成1.5 μ m波長。目前一些摻Nd3+的自拉曼激光器存在激光轉(zhuǎn)換效率低、輸出功率小等問題，現(xiàn)有的報道中Nd: YVO4自拉曼激光器最高輸出功率是2.23W。此外，拉曼晶體的選擇也會影響到激光器的功率和效率。文南犬“Simultaneous dual-wavelength generat1n at 1502 and 1527nm in ceramicneodymium-doped yttrium aluminum garnet/Baff04 Raman laser，，[H.Shen, Q.Wang, X.Zhang, Z.Liu, F.Bai, X.Chen, Z.Cong, L.Gao, Z.ffu, ff.Wang, ff.Lan, and C.Wang, App1.Phys.Express 5，112704(2012)]中報道的拉曼激光器工作波長為1502/1527nm，激光晶體采用NdiYAG陶瓷，拉曼晶體采用BaWO4, BaWO4的拉曼線寬是1.6cm \激光器的最大輸出功率只有0.82W，該功率比較低，遠達不到實際應(yīng)用中所需的功率要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有的拉曼激光器激光轉(zhuǎn)換效率低、輸出功率小等問題，根據(jù)拉曼晶體線寬和激光晶體線寬與輸出功率的關(guān)系，本發(fā)明提出了一種高功率1501/1526nm雙波長全固態(tài)拉曼激光器，采用Nd:YAG陶瓷晶體作為激光介質(zhì)，直接產(chǎn)生1319/1338nm的激光，通過拉曼晶體SrWO4獲得1501/1526nm的激光輸出，提高了光-光轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種高功率1501/1526nm雙波長全固態(tài)拉曼激光器，包括栗浦源、耦合透鏡組、激光晶體、調(diào)Q器件、拉曼晶體、輸入鏡M1、輸出鏡M2和溫度控制系統(tǒng)，栗浦源位于耦合透鏡組之前，耦合透鏡組之后由輸入鏡Ml和輸出鏡M2構(gòu)成的諧振腔，諧振腔內(nèi)依次放置激光晶體，調(diào)Q器件和拉曼晶體；諧振腔內(nèi)的激光晶體和拉曼晶體均由溫度控制系統(tǒng)采用水冷方式保持其溫度恒定，輸入鏡Ml的輸入端面是平面，輸出端面是凹面；輸出鏡M2的兩端面是平面，其特征在于激光晶體和拉曼晶體分別選用Nd: YAG陶瓷和SrWO4,兩晶體兩端面均鍍有對1319nm-1338nm和1500_1530nm波段光的透過率為T彡99.8%的高透膜，同時激光晶體兩端面鍍有對808nm的光的透過率為T ^ 98%的高透膜；輸入鏡Ml前面鍍有對808nm波長的光透過率T彡95%的高透膜，后面即凹面上鍍有對1319-1338nm和1500_1530nm波段光的反射率R多99.8%的高反介質(zhì)膜；輸出鏡M2前面鍍有對1319-1338nm波段光的反射率R彡99.8%的高反介質(zhì)膜、對一階斯托克斯光1501nm光的反射率R = 89%和1526nm光的反射率R = 88%的介質(zhì)膜；M1后面和M2前面均鍍有對946nm-1064nm波段光的透過率T彡95%的高透介質(zhì)膜。
[0006]所述的激光晶體Nd:YAG陶瓷Nd3+的摻雜濃度為0.05-at.V0至3.0_at.%，晶體直徑為I到6mm，晶體長度為0.5mm至50mmo
[0007]所述的調(diào)Q器件是聲光調(diào)Q器件，中心頻率41MHz，長度為10到50mm。
[0008]所述的拉曼晶體寬為I到10mm，高為I到10mm，長為10到50mm。
[0009]所述的栗浦源是光纖耦合的808nm半導(dǎo)體激光器，纖芯直徑為100到600 μ m，數(shù)值孔徑為0.20到0.24。
[0010]本發(fā)明激光器中的激光晶體是Nd = YAG陶瓷，NdiYAG陶瓷由于具有大尺寸、高摻雜、制備周期短和成本低等諸多優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注。隨著陶瓷工藝的不斷提高，國際上已經(jīng)成功制備出低損耗、高透明的Nd:YAG陶瓷，推動固體激光器向更廣闊的方向發(fā)展。NdiYAG陶瓷在1319nm和1338nm兩種輻射波長上的增益帶寬都是6cm \比其他摻Nd3+晶體小。
[0011 ] 本發(fā)明中拉曼晶體是SrWO4晶體，有良好的光學(xué)性能和拉曼增益，他的拉曼線寬是3cm \與激光晶體增益相比不是很小，可以獲得較高的功率輸出?！颈尘凹夹g(shù)】中所使用的拉曼晶體BaWO4的拉曼線寬是1.6cm \激光器的最大輸出功率只有0.82W，本發(fā)明中使用的拉曼晶體是SrWO4晶體，其功率輸出可達3.36W，由比較可知本發(fā)明激光器遠遠大于【背景技術(shù)】中報道的激光器的最大輸出功率。
[0012]本發(fā)明激光器中產(chǎn)生的1.5 μπι激光是人眼安全波長，在激光測距、目標指示、激光雷達、激光掃描成像以及醫(yī)療上都有廣泛的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中:1、栗浦源，2、耦合透鏡組，3、輸入鏡Ml，4、激光晶體，5、調(diào)Q器件，6、拉曼晶體，7、輸出鏡M2。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限于此。
[0016]實施例1:
[0017]本發(fā)明實施例1如圖1所示，包括栗浦源1、耦合透鏡組2、激光晶體4、調(diào)Q器件5、拉曼晶體6、輸入鏡Ml、輸出鏡M2和溫度控制系統(tǒng)，栗浦源I位于耦合透鏡組2之前，耦合透鏡組2之后由輸入鏡Ml和輸出鏡M2構(gòu)成的諧振腔，諧振腔內(nèi)依次放置激光晶體4，調(diào)Q器件5和拉曼晶體6 ;諧振腔內(nèi)的激光晶體4和拉曼晶體6均由溫度控制系統(tǒng)采用水冷方式保持其溫度恒定，輸入鏡Ml的輸入端面是平面，輸出端面是凹面；輸出鏡M2的兩端面是平面，其特征在于激光晶體4和拉曼晶體6分別選用Nd: YAG陶瓷和SrWO4,兩晶體兩端面均鍍有對1319nm-1338nm和1500_1530nm波段光的透過率為T = 99.8%的高透膜，同時激光晶體兩端面鍍有對808nm的光的透過率為T = 98%的高透膜；輸入鏡Ml前面鍍有對808nm波長的光透過率T = 95%的高透膜，后面即凹面上鍍有對1319-1338nm和1500_1530nm波段光的反射率R = 99.8%的高反介質(zhì)膜；輸出鏡M2前面鍍有對1319-1338nm波段光的反射率R = 99.8%的高反介質(zhì)膜、對一階斯托克斯光1501nm光的反射率R = 89%和1526nm光的反射率R = 88%的介質(zhì)膜；M1后面和M2前面均鍍有對946nm-1064nm波段光的透過率T = 95%的高透介質(zhì)膜。
[0018]所述的激光晶體Nd = YAG陶瓷Nd3+的摻雜濃度為0.5_at.%，晶體直徑為2mm，晶體長度為30mmo
[0019]所述的調(diào)Q器件是聲光調(diào)Q器件，中心頻率41MHz，長度為15mm。