專(zhuān)利名稱(chēng)：BaTeMo₂O₉晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種米用BaTeMo2O9晶體 的全固態(tài)自倍頻黃光激光器,屬于全固態(tài)激光器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
黃橙波段(560-600nm)激光接近人眼敏感的波長(zhǎng)(555nm)，適合于激光顯示和照明，特別是在有霧氣情況下的大地測(cè)量以及這種準(zhǔn)直場(chǎng)合的用途。黃光激光在醫(yī)學(xué)、雷達(dá)、光譜學(xué)、測(cè)海學(xué)、信息存儲(chǔ)和激光導(dǎo)航等方面具有重要的應(yīng)用，已經(jīng)成為激光器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但是由于目前無(wú)法通過(guò)激活離子直接躍遷產(chǎn)生黃光，因此，產(chǎn)生黃光波段的激光比產(chǎn)生其他波段的可見(jiàn)光要困難。目前，利用晶體的受激拉曼散射(SRS)效應(yīng)，將1064nm激光頻移到1100-1200nm波段，再倍頻得到黃橙光是一種有效的方法。采用固態(tài)拉曼激光倍頻的方式得到黃橙光具有泵浦效率高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、容易得到高光束質(zhì)量的激光輸出。目前適用于產(chǎn)生1100_1200nm波段的拉曼晶體集中于三元的氧化物當(dāng)中，主要包括鎢酸鹽(BaWO4, SrWO4),硝酸鹽(Ba (NO3) 2)，釩酸鹽(YV04，GdVO4)等。這些晶體獲得拉曼激光輸出后經(jīng)過(guò)KTP或者LBO晶體實(shí)現(xiàn)倍頻，最終獲得黃橙光輸出。代表性的有以BaWO4,SrffO4為拉曼基質(zhì)，以1064nm激光泵浦，產(chǎn)生1180nm —階斯托克斯拉曼光，經(jīng)KTP或者LBO倍頻后獲得 590nm 黃橙激光；(H. M. Pask et. al，0pt. Lett. ,24,1490，1999.)以 Nd:YV04 晶體實(shí)現(xiàn)自拉曼激光，經(jīng)KTP或者LBO進(jìn)行倍頻，獲得586附近黃橙光。(A. J. Lee et. al，Opt.Express, 16, 21958, 2008.)在這些代表性的黃光拉曼激光輸出過(guò)程中，拉曼頻移和倍頻通過(guò)兩種晶體實(shí)現(xiàn)，激光器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、成本相對(duì)較高、調(diào)整難度較大。BaTeMo2O9晶體是一種新型功能晶體，屬于單斜晶系，空間群為Ρ2Π山東大學(xué)晶體所張衛(wèi)國(guó)等人采用助熔劑法首次獲得大尺寸、高質(zhì)量的單晶，并對(duì)其物理性能進(jìn)行了研究。(Zhang ff. , Tao X. , Zhang C. , Gao Z. , Zhang Y. ,Yu ff. , Cheng X. , Liu X. , and Jiang Μ.,Cryst. Growth Des. ,8,304,2008.)結(jié)果表明，該晶體具有優(yōu)異的二階非線性光學(xué)性能和SRS效應(yīng)。1064nm泵浦條件下，一階Stokes拉曼激光(1178nm附近)具有高效、穩(wěn)定的輸出，并且可以實(shí)現(xiàn)此波長(zhǎng)的非臨界位相匹配。此外，晶體具有高的損傷閾值、寬的透光波段，適中的機(jī)械性能、穩(wěn)定的物理化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有黃光拉曼激光輸出技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、調(diào)整難度較大等不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效、穩(wěn)定的BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器。本發(fā)明的BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器,米用以下技術(shù)方案該拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設(shè)置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設(shè)置在輸出鏡的外側(cè)；BaTeMo209晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡鍍有1064nm增透膜、570nm_590和1140nm_1185nm高反膜；輸出鏡鍛有1140nm_1185nm高反膜和570nm-590nm增透膜；
泵浦光源所產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)光闌后光斑大小變?yōu)?_，通過(guò)旋光器調(diào)節(jié)后偏振方向與水平方向呈45°，經(jīng)過(guò)輸入鏡進(jìn)入BaTeMo2O9晶體中，實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射產(chǎn)生1178nm拉曼光，所產(chǎn)生的1178nm拉曼光經(jīng)過(guò)BaTeMo2O9晶體時(shí)同時(shí)產(chǎn)生自倍頻，獲得589nm黃橙光，1064nm激光經(jīng)過(guò)輸出鏡全反射后再次實(shí)現(xiàn)1178nm拉曼光輸出，實(shí)現(xiàn)雙程泵浦，1178nm激光在諧振腔內(nèi)振蕩，產(chǎn)生的589nm黃橙光由輸出鏡輸出。泵浦光源是1064nm聲光或者電光調(diào)Q激光器。BaTeMo2O9晶體按照XOY平面內(nèi)一類(lèi)位相匹配或二類(lèi)位相匹配方向加工。本發(fā)明使用BaTeMo2O9 —種晶體代替拉曼晶體和倍頻晶體，同時(shí)采用1064nm調(diào)Q激光泵浦，在一塊晶體中以腔外諧振的方式實(shí)現(xiàn)了拉曼自倍頻，實(shí)現(xiàn)1064nm基頻光的拉曼轉(zhuǎn)換獲得1178nm附近的拉曼光，并實(shí)現(xiàn)對(duì)此拉曼光的倍頻，成功產(chǎn)生了 589nm黃光激光，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、泵浦光源，2、光闌，3、旋光器，4、輸入鏡，5、輸出鏡，6、濾波片，7、BaTeMo209晶體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I如圖I所不,本發(fā)明的BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器,包括泵浦光源I、光闌2、旋光器3和諧振腔。電光調(diào)Q的Nd = YVO4激光器I、光闌2、旋光器3和諧振腔依次排列在一起。諧振腔包括輸入鏡4、BaTeMo2O9晶體7、輸出鏡5和濾波片6，BaTeMo2O9晶體7設(shè)置在輸入鏡4與輸出鏡5之間,濾波片6設(shè)置在輸出鏡5的外側(cè)。泵浦光源I的中心波長(zhǎng)為1064nm，可進(jìn)行電光調(diào)Q，并且泵浦源可以用Nd3+YAG,Nd3+GGG等電光、聲光調(diào)Q激光器代替。本實(shí)施例采用電光調(diào)Q的Nd = YVO4激光器作為泵浦光源。BaTeMo2O9晶體7的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；切割角度為(90° ,52.7° )。本實(shí)施例中BaTeMo2O9晶體7按照XOY平面內(nèi)二類(lèi)位相匹配方向加工，BaTeMo2O9 晶體 7 的尺寸為 4X4X 10mm3。諧振腔可以為平直腔，也可以換做其它方式的諧振腔。諧振腔的腔長(zhǎng)和形狀可以根據(jù)BaTeMo2O9晶體7的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中諧振腔的腔長(zhǎng)為12mm。輸入鏡4鍍1064nm增透膜，570-590和1140_1185nm高反膜;輸出鏡5鍍1140_1185nm高反膜，570-590nm 增透膜。Nd = YVO4激光器所產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)光闌2后光斑大小變?yōu)?mm左右，通過(guò)旋光器3的偏振態(tài)后偏振方向與水平方向呈45°，經(jīng)過(guò)輸入鏡4進(jìn)入BaTeMo2O9晶體7中，實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射產(chǎn)生1178nm拉曼光，所產(chǎn)生的1178nm拉曼光經(jīng)過(guò)BaTeMo2O9晶體7時(shí)同時(shí)產(chǎn)生自倍頻，產(chǎn)生589nm黃橙光。由于輸入鏡4和輸出鏡5的選擇，1064nm激光實(shí)現(xiàn)雙程泵浦，1178nm在諧振腔內(nèi)諧振，黃橙光最終由輸出鏡5輸出。上述激光器在泵浦能量48mJ時(shí)，得到5. 6mJ的589nm黃橙色激光輸出，對(duì)應(yīng)的光光轉(zhuǎn)換效率是11.7%。實(shí)施例2
本實(shí)施例的光路設(shè)置與實(shí)施例I相同，不同的是將BaTeMo2O9晶體7按照一類(lèi)位相匹配角度加工，旋光器3的偏振方向符合一類(lèi)位相匹配要求。
權(quán)利要求
1.一種BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，其特征是 泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設(shè)置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設(shè)置在輸出鏡的外側(cè)；BaTeMo209晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡鍍有1064nm增透膜、570nm-590和1140nm_1185nm高反膜；輸出鏡鍍有1140nm_1185nm高反膜和570nm-590nm 增透膜； 泵浦光源所產(chǎn)生的激光經(jīng)過(guò)光闌后光斑大小變?yōu)?_，通過(guò)旋光器調(diào)節(jié)后偏振方向與水平方向呈45°，經(jīng)過(guò)輸入鏡進(jìn)入BaTeMo2O9晶體中，實(shí)現(xiàn)受激拉曼散射產(chǎn)生1178nm拉曼光，所產(chǎn)生的1178nm拉曼光經(jīng)過(guò)BaTeMo2O9晶體時(shí)同時(shí)產(chǎn)生自倍頻，獲得589nm黃橙光，1064nm激光經(jīng)過(guò)輸出鏡全反射后再次實(shí)現(xiàn)1178nm拉曼光輸出，實(shí)現(xiàn)雙程泵浦，1178nm激光在諧振腔內(nèi)振蕩，產(chǎn)生的589nm黃橙光由輸出鏡輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器，其特征是所述泵浦光源是1064nm聲光或者電光調(diào)Q激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器，其特征是所述BaTeMo2O9晶體按照XOY平面內(nèi)一類(lèi)位相匹配或二類(lèi)位相匹配方向加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種BaTeMo2O9晶體全固態(tài)拉曼自倍頻黃光激光器，包括泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔，泵浦光源、光闌、旋光器和諧振腔依次排列在一起，諧振腔包括輸入鏡、BaTeMo2O9晶體、輸出鏡和濾波片，BaTeMo2O9晶體設(shè)置在輸入鏡與輸出鏡之間，濾波片設(shè)置在輸出鏡的外側(cè)；BaTeMo2O9晶體的兩端面均鍍有1064nm、1178nm和589nm增透膜；輸入鏡和輸出鏡鍍膜。本發(fā)明使用BaTeMo2O9一種晶體代替拉曼晶體和倍頻晶體，在一塊晶體中以腔外諧振的方式實(shí)現(xiàn)了拉曼自倍頻，實(shí)現(xiàn)1064nm基頻光的拉曼轉(zhuǎn)換獲得1178nm附近的拉曼光，并實(shí)現(xiàn)對(duì)此拉曼光的倍頻，產(chǎn)生了589nm黃光激光，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/109GK102623885SQ20121009969
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者陶緒堂, 高澤亮 申請(qǐng)人:山東大學(xué)