專利名稱：耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種固體激光器，特別是一種耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器。
(二)
背景技術(shù)：
激光技術(shù)是二十世紀(jì)的重大實(shí)用新型之一，現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、 醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體激光二極管技術(shù)的重大突 破，固體激光器得到強(qiáng)勁的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷地?cái)U(kuò)展。利用LD泵浦的全固體激光器是 一種高效、穩(wěn)定、、光束質(zhì)量好、長(zhǎng)壽命、結(jié)構(gòu)緊湊的第二代新型固體激光器，已成為激光 學(xué)科的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，在空間通訊，光纖通信，大氣研究，環(huán)境科學(xué)，醫(yī)療器械，光學(xué) 圖象處理，激光打印機(jī)等高科技領(lǐng)域有著獨(dú)具特色的應(yīng)用前景。
黃光波段的激光可以治療皮膚血管瘤、鮮紅斑痣、毛細(xì)血管擴(kuò)張、酒渣鼻及蜘蛛痣等， 在激光醫(yī)療領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。黃光激光可以作為鈉信標(biāo)光源，在軍事、氣象領(lǐng)域有重要應(yīng) 用。黃光激光器在光譜學(xué)、信息存儲(chǔ)、激光雷達(dá)等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。目前，由LD泵浦 的全固化激光器通過(guò)腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生紅光、綠光、藍(lán)光的研究已經(jīng)比較成熟，但是，用LD泵 浦的微型激光器產(chǎn)生黃光波段的激光比以上幾個(gè)波段都困難，這是因?yàn)楫?dāng)前的激活離子沒(méi)有 足夠大受激發(fā)射截面的譜線使得可以通過(guò)直接倍頻產(chǎn)生黃光。
目前，國(guó)外已經(jīng)有關(guān)于固體黃光激光器的報(bào)道。他們主要采用兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn) 一是采 用將兩束光禾卩頻的方法 (Intracavity sum-frequency generation of 3.23 W continuous-wave yellow light in an Nd:YAG laser,《0ptics Communications》，Vol. 255, 2005， 248-252)， 二是使用倍頻拉曼光的技術(shù)。和頻的方法具有體積大，功率低，轉(zhuǎn)換效率 差，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)；倍頻拉曼光的方法比和頻的方法簡(jiǎn)單，但是目前世界上 多是采用腔外倍頻拉曼光的方法(Low threshold, diode end-pumped Nd3+:GdV04 self-Raman laser,《0ptical Materials》，Vol. 29, 2007, 1817-1820)和腔內(nèi)倍頻連續(xù)拉曼光的方法 (Efficient all-solid-state yellow laser source producing 1. 2-W average power, 《0ptics Letters》，Vol. 24， 1999, 1490-1492; All-solid-state 704 mW continuous-wave yellow source based on an intracavity, frequency-doubled crystalline Raman laser, 《0ptics Letters》，Vol. 32, 2007， 1114-1116)。腔外倍頻拉曼光的方法由于腔外拉曼光 的功率低導(dǎo)致倍頻效率差，輸出的黃光功率低；而腔內(nèi)倍頻連續(xù)拉曼光的方法則由于基頻光 的峰值功率低，轉(zhuǎn)換成拉曼光的轉(zhuǎn)換效率差，也不能獲得高功率的黃光輸出。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，以實(shí)現(xiàn)體積小、成本低、功率高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的黃光激光器，本 實(shí)用新型提供一種耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器。
一種耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，包括激光二極管(LD)泵浦源、諧振腔，諧 振腔由后腔鏡、耦合鏡和輸出鏡組成，其特征在于諧振腔中的后腔鏡和耦合鏡中間放置自拉 曼晶體和調(diào)Q裝置，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；自拉曼晶體、調(diào)Q裝置和倍頻晶體均 由冷卻裝置對(duì)其進(jìn)行溫度控制；由激光二極管LD泵浦源產(chǎn)生的泵浦光耦合進(jìn)入自拉曼晶體并轉(zhuǎn)換成基頻光，同時(shí)由于自拉曼晶體的拉曼效應(yīng)轉(zhuǎn)換為拉曼光，拉曼光在倍頻晶體中完成 倍頻過(guò)程，產(chǎn)生黃光并由輸出鏡輸出。
所述的激光二極管LD泵浦源可以是LD端面泵浦源，它包括驅(qū)動(dòng)電源、激光二極管、冷 卻裝置、光纖和耦合透鏡組；也可以是LD側(cè)面泵浦源，它包括驅(qū)動(dòng)電源、LD側(cè)面泵浦模塊、 冷卻裝置。
所述的諧振腔在LD端面泵浦情況下腔內(nèi)的調(diào)Q開(kāi)關(guān)、自拉曼晶體的相對(duì)位置可相互調(diào) 換；在LD側(cè)面泵浦情況下諧振腔內(nèi)的側(cè)面泵浦模塊及自拉曼晶體和調(diào)Q開(kāi)關(guān)的相對(duì)位置可 相互調(diào)換。
所述的自拉曼晶體可以是摻釹(Nd)或摻鐿(Yb)的下列晶體的一種:鎢酸鹽類aGd(WU)2， BaW04， S載，Pb(W0j2、 KLu(W。4)2等)、釩酸鹽類(YV04， GdV04等)、硝酸鹽類(Ba(亂等)、 碘酸鹽類(Lil03等)；也可以是鍵合晶體釩酸釔/摻釹釩酸釔(YV04/Nd:YV04)。
所述的自拉曼晶體的摻雜濃度當(dāng)摻釹時(shí)為0.05-at. %至3-at. %;摻鐿時(shí)為0. 05-at. %至10-at. %。
所述的自拉曼晶體在LD端面泵浦情況下，其兩個(gè)端面均鍍有泵浦光波段及1000 nra— 1200 nm波段的增透膜；在LD側(cè)面泵浦情況下，其兩個(gè)端面均鍍有1000 nm—1200rai波段 的增透膜。
所述的調(diào)Q裝置可以是電光調(diào)Q裝置、聲光調(diào)Q裝置和可飽和吸收體被動(dòng)調(diào)Q裝置中的 一種；聲光調(diào)Q裝置由射頻輸入裝置和調(diào)Q晶體組成，調(diào)Q晶體的兩端面均鍍有1000 nm— 1200 nm波段的增透膜；調(diào)制頻率為1一50 KHz，通過(guò)輸入射頻波改變調(diào)Q晶體的密度，來(lái) 實(shí)現(xiàn)周期性改變激光諧振腔閾值的目的，起到調(diào)Q開(kāi)關(guān)作用；電光調(diào)Q裝置由電光晶體和驅(qū) 動(dòng)電源組成，利用晶體的電光效應(yīng)，對(duì)通過(guò)其中的激光的相位產(chǎn)生調(diào)制，進(jìn)而改變偏振態(tài)， 完成開(kāi)、關(guān)門(mén)過(guò)程；可飽和吸收體是利用材料的激發(fā)、躍遷特性，受激吸收時(shí)關(guān)門(mén)、向下躍 遷時(shí)開(kāi)門(mén)，以此完成對(duì)激光的開(kāi)、關(guān)門(mén)控制。
所述的冷卻裝置有兩種方式循環(huán)水冷卻——晶體側(cè)面均用帶有管道的金屬塊包住，金 屬塊的管道內(nèi)持續(xù)通有循環(huán)冷卻水，用來(lái)給晶體降低溫度；半導(dǎo)體制冷——晶體側(cè)面被半導(dǎo) 體制冷塊包圍。
所述的倍頻晶體可以是磷酸鈦氧鉀KTP、三硼酸鋰LBO等；倍頻晶體的兩端鍍有1000 nm 一1200 nm波段的增透膜。倍頻晶體可根據(jù)相位匹配及其他需要沿不同方向和角度切割，這
樣可以有效的改善激光器的性能，提高激光器的輸出功率。
所述的諧振腔內(nèi)的后腔鏡在LD端面泵浦時(shí)鍍有泵浦光波長(zhǎng)的增透膜和對(duì)1000 nm—1200 nm波段的反射率大于90X的反射膜；在LD側(cè)面泵浦時(shí)鍍有對(duì)1000 nra—1200 nm波段的反 射率大于90%的反射膜。耦合鏡的兩端面均鍍有在1000 nm—1200 ran波段透過(guò)率大于80% 的透射膜，并且其前端面還鍍有對(duì)590 nm波長(zhǎng)附近反射率大于90X的反射膜(離輸出鏡近 的一端為前端面)；輸出鏡鍍有在1000 nm—1200 nm波段反射率大于90%的反射膜，并且 該膜對(duì)590 mn附近的黃光具有透過(guò)范圍大于80。/。的透射率。
所述的諧振腔的腔長(zhǎng)為5 cra—50 cm，諧振腔的后腔鏡和輸出鏡的曲率半徑可根據(jù)實(shí)際 情況選擇。
本實(shí)用新型中的所有晶體的長(zhǎng)度均可以根據(jù)具體要求進(jìn)行選??；晶體的端面形狀和面積 可以根據(jù)光束截面的面積來(lái)確定。由于拉曼效應(yīng)為三階的非線性效應(yīng)，需要基頻光具有較高的峰值功率，所以我們?cè)诩す?器中使用調(diào)Q裝置，這樣可以增加基頻光的峰值功率，從而提高基頻光到拉曼光的轉(zhuǎn)換效率，
有效的改善了激光器的性能。通過(guò)采用調(diào)Q技術(shù)并在腔內(nèi)使用倍頻晶體倍頻拉曼光，獲得了 高功率的黃光輸出。該類激光器能有效的壓縮黃光激光器體積，能充分利用基頻調(diào)Q脈沖的 高的峰值功率和腔內(nèi)拉曼光高的功率密度，提高了激光器的穩(wěn)定性，降低了成本，并具有高 的平均輸出功率和轉(zhuǎn)換效率。
激光器的工作流程如下LD泵浦系統(tǒng)發(fā)出的泵浦光耦合進(jìn)入自拉曼晶體，當(dāng)調(diào)Q裝 置的調(diào)Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，泵浦光轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)粒子存儲(chǔ)起來(lái)；當(dāng)Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，積攢的大量反轉(zhuǎn)粒
子瞬間通過(guò)受激輻射轉(zhuǎn)為基頻光，同時(shí)由于自拉曼晶體的拉曼效應(yīng)，基頻光在自拉曼晶體出
轉(zhuǎn)換為拉曼光；拉曼光在倍頻晶體處完成倍頻過(guò)程轉(zhuǎn)為黃光，并由輸出鏡輸出。
本實(shí)用新型使用一塊自拉曼晶體既做激光增益介質(zhì)又做拉曼介質(zhì)，采用耦合腔型自拉曼
的方法，采用了調(diào)Q技術(shù)，并在腔內(nèi)使用倍頻晶體倍頻拉曼光，充分利用了基頻調(diào)Q脈沖的
高峰值功率和腔內(nèi)拉曼光的高功率密度，并利用折疊腔提高了倍頻效率，獲得了高功率的黃 色激光，改善了激光器的性能，成功解決了上述激光器的各種缺點(diǎn)，提供了一種新的小體積， 穩(wěn)定性好的全固體黃光激光器。本實(shí)用新型激光器與背景技術(shù)中的相比具有更高的輸出功率 和轉(zhuǎn)換效率，并且體積小、性能穩(wěn)定、成本低。


圖1是本實(shí)用新型激光器LD端面泵浦源的光路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型激光器 LD側(cè)面泵浦源的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
其中l(wèi).激光二極管，2.光纖，3.耦合透鏡，4.后腔鏡，5.自拉曼晶體，6.調(diào) Q裝置，7.耦合鏡，8.倍頻晶體，9.輸出鏡，10. LD側(cè)面泵浦模塊，11.冷卻裝 置。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1:
本實(shí)用新型實(shí)施例1如圖1所示，包括激光二極管LD端面泵浦源、諧振腔；諧振腔由 后腔鏡4、耦合鏡7和輸出鏡9組成，自拉曼介質(zhì)5選摻釹釩酸釓Nd:GdV04晶體，調(diào)Q裝置 6為聲光調(diào)Q裝置，倍頻晶體8選用磷酸鈦氧鉀KTP晶體。后腔鏡和耦合鏡中依次放置自拉 曼介質(zhì)5和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體；自拉 曼晶體5、聲光調(diào)Q裝置6和倍頻晶體8側(cè)面均用帶有管道的金屬塊圍住，金屬塊內(nèi)的管道 持續(xù)通有循環(huán)冷卻水，用來(lái)給晶體降低溫度。
泵浦源包括激光二極管1、光纖2和耦合透鏡3，泵浦光經(jīng)光纖2和耦合透鏡3進(jìn)入諧 振腔；泵浦源的輸出波長(zhǎng)為808 nm，最大泵浦功率為30 W，光纖的纖芯半徑為400 " m， 數(shù)值孔徑為0. 22。
諧振腔的腔長(zhǎng)為14 cm。
自拉曼晶體5摻釹釩酸釓Nd:GdV04晶體，尺寸為3X3X15 mm3，摻雜濃度為0. 2-at.%， 沿物理學(xué)定義的c軸方向切割，晶體的兩端面均鍍有808 nm和1000 nm—1200 nm波段的增 透膜(透過(guò)率大于99.8%);作用是產(chǎn)生基頻光并通過(guò)受激拉曼散射的作用將基頻光轉(zhuǎn)換為 拉曼光。
聲光調(diào)Q裝置6由射頻輸入裝置和調(diào)Q晶體組成，調(diào)Q晶體的長(zhǎng)度為35 mm，兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% );調(diào)制頻率為15 KHz，通過(guò)輸 入射頻波改變調(diào)Q晶體的密度，來(lái)實(shí)現(xiàn)周期性改變激光諧振腔閾值的目的，起到調(diào)Q開(kāi)關(guān)作 用。
倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，尺寸為3X3X6 mra3，晶體的兩端面均鍍有1000 nm 一1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% )，并且對(duì)587 nm波長(zhǎng)的光高透(透過(guò)率大于 92%);為了滿足晶體在20度時(shí)的相位匹配條件，我們將KTP晶體沿9=68.7度，4) =0 度角度切割。
后腔鏡4為凹面鏡，曲率半徑為3000 mra，鍍有808 nm波長(zhǎng)的增透膜和1000 nm—1200 nm波段的高反膜(反射率大于99.5%)。
輸出鏡9為平鏡，鍍有1000 nm—1200 nm波長(zhǎng)的高反膜(對(duì)1064咖波長(zhǎng)的反射率 R〉99.8°/。，對(duì)1180 nm波長(zhǎng)的反射率R-90.8X)，并且該膜對(duì)波長(zhǎng)為590 nm的光高透(T= 90%)。
耦合鏡7為平鏡，兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波長(zhǎng)的高透膜(對(duì)1064 nm波長(zhǎng)的 透射率T〉99.8。/。，對(duì)1180nm波長(zhǎng)的透射率T〉95X)，并且前端面還鍍有590 nm波長(zhǎng)的高反 膜(離輸出鏡近的一端為前端面，反射率R大于96.5X)。
激光器的工作流程激光二極管1發(fā)出808 nm波長(zhǎng)的泵浦光經(jīng)光纖2和耦合透鏡3進(jìn) 入摻釹機(jī)酸釓Nd:GdV04晶體中，當(dāng)聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)6關(guān)閉時(shí)，泵浦光轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)粒子存儲(chǔ)起來(lái)； 當(dāng)Q開(kāi)光打開(kāi)時(shí)，積攢的大量反轉(zhuǎn)粒子通過(guò)受激輻射瞬間轉(zhuǎn)為1063 nm基頻光；具有較高 峰值功率的基頻光在摻釹釩酸釓Nd:GdV04晶體處，由于受激拉曼散射的作用轉(zhuǎn)為1173 nm 拉曼光，在KTP倍頻晶體8處由于倍頻效應(yīng)轉(zhuǎn)換為587 nm黃光，并由輸出鏡9輸出。
實(shí)施例2:
本實(shí)用新型實(shí)施例2如圖2所示，包括激光二極管LD側(cè)面泵浦模塊10、諧振腔；諧振 腔由后腔鏡4、耦合鏡7和輸出鏡9組成，自拉曼晶體5為摻釹鎢酸鋇Nd:BaW04晶體，調(diào)Q 裝置6是聲光調(diào)Q裝置，倍頻晶體8選用磷酸鈦氧鉀KTP晶體。后腔鏡和耦合鏡中放置LD 側(cè)面泵浦模塊10及自拉曼晶體5和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍頻晶體 8;上述晶體側(cè)面均用帶有管道的金屬塊圍住，金屬塊內(nèi)的管道持續(xù)通有循環(huán)冷卻水，用來(lái) 給晶體降低溫度。
所述的激光二極管LD側(cè)面泵浦模塊10是由波長(zhǎng)為808nm附近的LD側(cè)泵激光頭(最高 功率180W)、驅(qū)動(dòng)電源和水冷箱組成的。 諧振腔的腔長(zhǎng)為15 cm。
自拉曼晶體5摻釹鎢酸鋇Nd:BaW04晶體，尺寸為5X5X46. 6 mm3，摻雜濃度為0. 6-at. %，兩個(gè)端面均鍍有IOOO nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% )。
聲光調(diào)Q裝置6由射頻輸入裝置和調(diào)Q晶體組成，調(diào)Q晶體的長(zhǎng)度為35mm，兩端面均 鍍有1000 nm—1200 nra波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8%);調(diào)制頻率為10 KHz，通過(guò)輸 入射頻波改變調(diào)Q晶體的密度，來(lái)實(shí)現(xiàn)周期性改變激光諧振腔閾值的目的，起到調(diào)Q開(kāi)關(guān)作 用。
倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，尺寸為3X3X6 mm3，晶體的兩端面均鍍有1000 nm 一1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% )，并且對(duì)587 rai波長(zhǎng)的光高透(透過(guò)率大于 92%);為了滿足晶體在溫度為20度時(shí)的相位匹配條件，我們將KTP晶體沿e =68. 7度，小=0度角度切割。
后腔鏡4為薄凸透鏡，曲率半徑為800 mm，鍍有808 nm波長(zhǎng)的增透膜和1000 nm—1200 nm波段的高反膜(反射率大于99.5%)。
輸出鏡9為平鏡，鍍有1000 nm—1200 nm波長(zhǎng)的高反膜(對(duì)1064 nm波長(zhǎng)的反射率 R〉99.8%，對(duì)1180 nm波長(zhǎng)的反射率R二90.8。/0，并且該膜對(duì)波長(zhǎng)為590 nm的光高透(T = 90%)。
耦合鏡7為平鏡，兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波長(zhǎng)的高透膜(對(duì)1064 nm波長(zhǎng)的 透射率T〉99. 8%，對(duì)1180 nm波長(zhǎng)的透射率T〉95%)，并且前端面還鍍有590 nm波長(zhǎng)的高反 膜(離輸出鏡近的一端為前端面，反射率R大于96.5X)。
激光器的工作流程LD側(cè)面泵浦源發(fā)出808 nm波長(zhǎng)的泵浦光耦合進(jìn)入摻釹鎢酸鋇 Nd:BaW04晶體中，當(dāng)聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)6關(guān)閉時(shí)，泵浦光轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)粒子存儲(chǔ)起來(lái)；當(dāng)Q開(kāi)光打開(kāi) 時(shí)，積攢的大量反轉(zhuǎn)粒子通過(guò)受激輻射瞬間轉(zhuǎn)為1064rai基頻光；具有較高峰值功率的基頻 光在自拉曼晶體處由于受激拉曼散射的作用轉(zhuǎn)為1180ran拉曼光，在KTP倍頻晶體798處由 于倍頻效應(yīng)轉(zhuǎn)換為590 nm黃光，并由輸出鏡9輸出。
實(shí)施例3:
與實(shí)施例1相同，只是所述的自拉曼晶體5為摻釹釩酸釔Nd:YVO,晶體，尺寸為3X3 X15 mra3，沿物理學(xué)定義的c軸方向切割，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的 增透膜(透過(guò)率大于99.8%)，晶體摻雜濃度為0.5-at. %。后腔鏡4和耦合鏡7中依次放 置聲光調(diào)Q裝置6和自拉曼晶體5，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP 晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為13 cm。 實(shí)施例4:
與實(shí)施例1相同,只是所述的自拉曼晶體5為摻釹鎢酸镥鉀Nd:KLu(W04)2晶體，尺寸 為3X3X16鵬3，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8 %)，晶體的摻雜濃度為0.6-at.y。；后腔鏡4和耦合鏡7中依次放置自拉曼晶體5和聲光調(diào) Q裝置6，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為1 5 cm。
實(shí)施例5:
與實(shí)施例1相同，只是所述的自拉曼晶體5為摻釹鎢酸鍶Nd:Sr戰(zhàn)晶體，尺寸為4X4 X35 mm3，晶體的摻雜濃度為0.8-at.%，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增 透膜(透過(guò)率大于99.8%)。后腔鏡4和耦合鏡7中依次放置自拉曼晶體5和聲光調(diào)Q裝置 6，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍頻晶體8三硼酸鋰LB0晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為16cm。調(diào)Q 開(kāi)關(guān)為聲光調(diào)Q，調(diào)制頻率為20 KHz。 實(shí)施例6:
與實(shí)施例l相同，只是所述的自拉曼晶體6為摻釹鎢酸鉛Nd:PbW04晶體，尺寸為3X 3X16 mm3，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% )， 晶體的摻雜濃度為0.4-at.%。調(diào)Q裝置6為Cr4+:YAG可飽和吸收體被動(dòng)Q開(kāi)關(guān)，其小信號(hào) 透過(guò)率為90%，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8 %);后腔鏡4和耦合鏡7中依次放置自拉曼晶體5和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡7和輸出鏡 9中放置倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為13 cm。實(shí)施例7:
與實(shí)施例2相同，只是所述的自拉曼晶體5為摻釹鎢酸釓鉀Nd:KGd(WO丄晶體，尺寸 為4X4X35 mm3，晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8 %),晶體的摻雜濃度為0.5-at.y。；所述的倍頻晶體8為三硼酸鋰LB0晶體，晶體的兩端面 均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)。后腔鏡4和耦合鏡7中依 次放置聲光調(diào)Q裝置6和LD側(cè)面泵浦模塊10及自拉曼晶體5，耦合鏡7和輸出鏡9中放置 倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為16 cm。調(diào)Q開(kāi)關(guān)為聲光調(diào)Q，調(diào)制頻率 為10 KHz。 實(shí)施例8:
與實(shí)施例1相同，只是所述的自拉曼晶體5是鍵合摻釹釩酸釔(YV04/Nd:YV04)，其摻 雜濃度為0.5%，尺寸為3mmX3 mmX3 mm (YVOJ十3ramX3 mmX8咖(Nd:YV04)，晶體的 兩端面均鍍有808 nm波長(zhǎng)和1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8% )。后腔 鏡4和耦合鏡7中依次放置自拉曼晶體5和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍 頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為16 cm。 實(shí)例9:
與實(shí)施例1相同，只是所述的自拉曼晶體5為摻鐿釩酸釓Yb:GdV04晶體，尺寸為5X5X 1 mm3，摻雜濃度為3-at.%;晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率 大于99.8%);泵浦源的輸出波長(zhǎng)為940 nm，光纖的纖芯半徑為100 um。后腔鏡4和耦合 鏡7中依次放置自拉曼晶體5和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡7和輸出鏡9中放置倍頻晶體8磷 酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為18 cm。
上述九個(gè)實(shí)施例中的所有晶體均經(jīng)過(guò)水冷系統(tǒng)11控溫，水溫為20度。
權(quán)利要求1. 一種耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，包括激光二極管(LD)泵浦源、諧振腔，諧振腔由后腔鏡、耦合鏡和輸出鏡組成，其特征在于諧振腔中的后腔鏡和耦合鏡中間放置自拉曼晶體和調(diào)Q裝置，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；自拉曼晶體、調(diào)Q裝置和倍頻晶體均由冷卻裝置對(duì)其進(jìn)行溫度控制；由激光二極管LD泵浦源產(chǎn)生的泵浦光耦合進(jìn)入自拉曼晶體并轉(zhuǎn)換成基頻光，同時(shí)由于自拉曼晶體的拉曼效應(yīng)轉(zhuǎn)換為拉曼光，拉曼光在倍頻晶體中完成倍頻過(guò)程，產(chǎn)生黃光并由輸出鏡輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的激光二 極管LD泵浦源可以是LD端面泵浦源，它包括驅(qū)動(dòng)電源、激光二極管、冷卻裝置、光纖和耦 合透鏡組；也可以是LD側(cè)面泵浦源，它包括驅(qū)動(dòng)電源、LD側(cè)面泵浦模塊、冷卻裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的諧振腔 在LD端面泵浦情況下腔內(nèi)的調(diào)Q開(kāi)關(guān)、自拉曼晶體的相對(duì)位置可相互調(diào)換；在LD側(cè)面泵浦 情況下諧振腔內(nèi)的側(cè)面泵浦模塊及自拉曼晶體和調(diào)Q開(kāi)關(guān)的相對(duì)位置可相互調(diào)換。
4. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的諧振腔 的腔長(zhǎng)為5 cm_50 cm。
5. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的自拉曼 晶體可以是摻釹或摻鐿的下列晶體的一種鎢酸鹽類、釩酸鹽類、硝酸鹽類、碘酸鹽類；也 可以是鍵合晶體釩酸釔/摻釹釩酸釔。
6. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的自拉曼 晶體在LD端面泵浦情況下，其兩個(gè)端面均鍍有泵浦光波段及1000 nm—1200 nm波段的增透 膜；在LD側(cè)面泵浦情況下，其兩個(gè)端面均鍍有IOOO mn—1200 rai波段的增透膜。
7. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的調(diào)Q裝 置可以是電光調(diào)Q裝置、聲光調(diào)Q裝置和可飽和吸收體被動(dòng)調(diào)Q裝置中的一種。
8. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的倍頻晶 體可以是磷酸鈦氧鉀KTP、三硼酸鋰LBO中的一種；倍頻晶體的兩端鍍有1000 nm—1200 ran波段的增透膜。
9. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的諧振腔 內(nèi)的后腔鏡鍍有808 nm波長(zhǎng)泵浦光的增透膜和對(duì)1000 nm—1200 nra波段的反射率大于90 %的反射膜；耦合鏡的兩端面均鍍有在1000 nm-1200 nm波段透過(guò)范圍大于70%的透射膜， 并且其前端面還鍍有對(duì)590 nm波長(zhǎng)附近反射率大于90M的反射膜；輸出鏡鍍有在1000 nm 一1200 nm波段反射率大于90X的反射膜，并且該膜對(duì)590 nm附近的黃光具有透過(guò)范圍大 于70%的透射率。
專利摘要耦合腔自拉曼倍頻全固體黃光激光器，包括激光二極管(LD)泵浦源、諧振腔，諧振腔由后腔鏡、耦合鏡和輸出鏡組成，其特征在于諧振腔中的后腔鏡和耦合鏡中間放置自拉曼晶體和調(diào)Q裝置，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；自拉曼晶體、調(diào)Q裝置和倍頻晶體均由冷卻裝置對(duì)其進(jìn)行溫度控制。本實(shí)用新型激光器與背景技術(shù)中的相比具有體積小、輸出功率和轉(zhuǎn)換效率高，并且體積小、性能穩(wěn)定、成本低，可廣泛地應(yīng)用于激光醫(yī)療領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01S3/04GK201234054SQ200820024640
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者叢振華, 劉兆軍, 琛 張, 張行愚, 李述濤, 王青圃, 范書(shū)振, 陳曉寒 申請(qǐng)人:山東大學(xué)