專利名稱：熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器和用途，屬于激光調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光頻率變換(調(diào)頻激光)技術(shù)一直是激光技術(shù)研究熱點(diǎn)。使用受激拉曼散射(SRS)可以產(chǎn)生新頻率相干輻射，Y.R.Shen，《The Principles of NonlinearOptics》，New York，Wiley，1984。但傳統(tǒng)的SRS效率低，難于實(shí)用化。染料激光是另一重要調(diào)頻激光技術(shù)，F(xiàn).P.Schafer，“Principles of dye laseroperation”，in Dye lasers，F(xiàn).P.Schafer，ed，Springer-Verlag，Berlin，1977。但一般染料激光器譜帶寬，激光方向特性不好，轉(zhuǎn)換效率低。Kwol等利用染料熒光增強(qiáng)微液滴中的SRS，Kwol A S，Chang R K.Fluorescence seeding ofweaker-gain Raman modes in microdropletsenhancement of stimulated Ramanscattering，《Opt.Lett.》，1992，17(18)1262。但所獲拉曼激光增益和方向難于控制。鐘先瓊等使用拉曼介質(zhì)和熒光介質(zhì)混合獲得了受激拉曼散射放大，鐘先瓊、楊經(jīng)國(guó)、哈元清等，若丹明B熒光增強(qiáng)二硫化碳高階受激喇曼散射，《強(qiáng)激光與粒子束》，2000，12(2)172-174。但該法需滿足熒光介質(zhì)與拉曼介質(zhì)互溶，短的拉曼介質(zhì)池會(huì)使激發(fā)激光閾值增高，長(zhǎng)的拉曼介質(zhì)池會(huì)導(dǎo)致熒光染料對(duì)激發(fā)光的強(qiáng)吸收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器和用途，使用適當(dāng)?shù)臒晒馊玖辖橘|(zhì)選擇吸收剩余激發(fā)激光并增強(qiáng)所需頻率拉曼激光，獲得高效率、高方向、窄線寬和高穩(wěn)定度的調(diào)頻激光光源。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器是在拉曼介質(zhì)的前端裝設(shè)聚焦透鏡，拉曼介質(zhì)池內(nèi)盛入拉曼介質(zhì)，在熒光染料池的后端裝設(shè)耦合透鏡，熒光染料池內(nèi)盛入熒光染料介質(zhì)，用透明窗片隔離拉曼介質(zhì)池和熒光染料介質(zhì)池，激發(fā)激光器發(fā)出的激光使拉曼介質(zhì)產(chǎn)生頻移激光，熒光染料介質(zhì)實(shí)現(xiàn)拉曼激光的選擇增強(qiáng)后而輸出調(diào)頻激光。
激發(fā)激光器為脈沖固體激光器倍頻YAG激光器或者紅寶石激光器，氣體激光器準(zhǔn)分子激光器或者半導(dǎo)體激光器中的任一種。
拉曼介質(zhì)為有機(jī)液體丙酮、乙醇或二硫化碳；高壓氣體氫、氮、氧或透明固體石英光纖、晶體、透明玻璃的任一種。
熒光染料介質(zhì)如在可見光區(qū)可選用若丹明6G、若丹明B或DCM((4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethyl-aminostyryl)-4H+pyran)中的任一種。
拉曼介質(zhì)池和熒光染料介質(zhì)池可用玻璃、金屬或塑料制作，其斷面形狀為圓形、方形或多邊形。
各透明窗片均鍍高強(qiáng)度增透介質(zhì)膜。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.克服了現(xiàn)有拉曼調(diào)頻激光轉(zhuǎn)換效率低；2.克服了染料激光頻帶寬、方向性不好；3.克服了使用熒光液滴或拉曼熒光介質(zhì)混合以增強(qiáng)拉曼激光的缺點(diǎn)；4.實(shí)現(xiàn)了高效率、窄線寬、高方向性和高穩(wěn)定度激光調(diào)頻；使用該頻移器產(chǎn)生的調(diào)頻激光光源可作為激光醫(yī)療、激光指向、激光大氣雷達(dá)、多波長(zhǎng)激光藝術(shù)表演及科學(xué)研究用激光光源。作為激光藝術(shù)表演，將是現(xiàn)有綠色激光的很好補(bǔ)充。
四

圖1為熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器結(jié)構(gòu)示意圖1激發(fā)激光器、2聚焦透鏡、3拉曼介質(zhì)池、4熒光染料介質(zhì)池、5耦合透鏡、6、7、8均為隔離透明窗片。
五具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例如圖1所示，熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器是在拉曼介質(zhì)池3的前端裝設(shè)聚焦透鏡2，拉曼介質(zhì)池內(nèi)盛入拉曼介質(zhì)，在熒光染料池4的后端裝設(shè)耦合透鏡5，熒光染料池內(nèi)盛入熒光染料介質(zhì)，透明窗片6和7隔離拉曼介質(zhì)池3，透明窗片7和8隔離熒光染料介質(zhì)池4，來(lái)自激發(fā)激光器1發(fā)出的激光使拉曼介質(zhì)產(chǎn)生頻移激光，熒光染料介質(zhì)實(shí)現(xiàn)拉曼激光的選擇增強(qiáng)后而輸出調(diào)頻激光。
1.將分析純丙酮作為拉曼介質(zhì)盛入拉曼介質(zhì)池3內(nèi)，DCM作為熒光染料介質(zhì)盛入熒光染料介質(zhì)池4內(nèi)，當(dāng)倍頻YAG激光器激發(fā)能量為140mj，脈沖寬度為6ns，脈沖重復(fù)率為10Hz通過(guò)頻移器時(shí)，獲得了單頻率、單脈沖38.5mj能量的630nm拉曼激光輸出，單脈沖寬度為3ns，線寬為0.9nm，輸出能量穩(wěn)定度為3％，輸出拉曼激光發(fā)散角為0.17marc，實(shí)現(xiàn)了從532nm(綠光)到630nm(紅光)的高效率轉(zhuǎn)換，該頻移器產(chǎn)生的激光光源可在激光醫(yī)療、激光指向、多波長(zhǎng)激光藝術(shù)表演等方面獲得應(yīng)用，作為激光藝術(shù)表演，將是現(xiàn)有綠色激光的很好補(bǔ)充，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于不帶熒光染料增強(qiáng)的拉曼激光。
2.將分析純乙醇作為拉曼介質(zhì)盛入拉曼介質(zhì)池3內(nèi)，DCM作為熒光染料介質(zhì)盛入熒光染料介質(zhì)池4內(nèi)，當(dāng)倍頻YAG激光器激發(fā)能量27mj，脈沖寬度為6ns，脈沖重復(fù)率為10Hz通過(guò)頻移器時(shí)，獲得了單頻率、單脈沖3.0mj能量的630nm拉曼激光輸出。
3.將分析純二硫化碳作為拉曼介質(zhì)盛入拉曼介質(zhì)池3內(nèi)，R6G作為熒光染料介質(zhì)盛入熒光染料介質(zhì)池4內(nèi)，當(dāng)使用倍頻YAG激光器激發(fā)時(shí)，獲得了增強(qiáng)而后輸出的波長(zhǎng)為551nm和571nm的拉曼激光輸出。
權(quán)利要求
1.熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于該頻移器在拉曼介質(zhì)池(3)的前端裝設(shè)聚焦透鏡(2)，拉曼介質(zhì)池內(nèi)盛入拉曼介質(zhì)，在熒光染料池(4)的后端裝設(shè)耦合透鏡(5)，熒光染料池內(nèi)盛入熒光染料介質(zhì)，透明窗片(6)和(7)隔離拉曼介質(zhì)池(3)，透明窗片(7)和(8)隔離熒光染料介質(zhì)池(4)，來(lái)自激發(fā)激光器(1)發(fā)出的激光使拉曼介質(zhì)產(chǎn)生頻移激光，熒光染料介質(zhì)實(shí)現(xiàn)拉曼激光的選擇增強(qiáng)后而輸出調(diào)頻激光。
2.按照權(quán)利要求1所述熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于激發(fā)激光器為脈沖固體激光器倍頻YAG激光器或者紅寶石激光器，氣體激光器準(zhǔn)分子激光器或者半導(dǎo)體激光器中的任一種。
3.按照權(quán)利要求1所述熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于拉曼介質(zhì)為有機(jī)液體丙酮、乙醇或二硫化碳；高壓氣體氫、氮、氧或透明固體石英光纖、晶體、透明玻璃中的任一種。
4.按照權(quán)利要求1所述熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于熒光染料介質(zhì)為若丹明6G、若丹明B或DCM中的任一種。
5.按照權(quán)利要求1所述熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于拉曼介質(zhì)池和熒光介質(zhì)池可用玻璃、金屬或塑料制作，其斷面形狀為圓形、方形或多邊形。
6.按照權(quán)利要求1所述熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器，其特征在于各透明窗片(6)、(7)、(8)均鍍高強(qiáng)度增透介質(zhì)膜。
7.熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器的用途，其特征在于頻移器產(chǎn)生的調(diào)頻激光光源可作為激光醫(yī)療、激光指向、激光大氣雷達(dá)、多波長(zhǎng)激光藝術(shù)表演及科學(xué)研究用激光光源，作為激光藝術(shù)表演，將是現(xiàn)有綠色激光的很好補(bǔ)充。
全文摘要
一種熒光染料增強(qiáng)拉曼激光頻移器和用途，其特點(diǎn)是在拉曼介質(zhì)池(3)的前端裝設(shè)聚焦透鏡(2)，拉曼介質(zhì)池內(nèi)盛拉曼介質(zhì)，在熒光染料介質(zhì)池(4)的后端裝設(shè)耦合透鏡(5)，熒光染料介質(zhì)池內(nèi)盛熒光染料介質(zhì)，透明窗片(6)和(7)隔離拉曼介質(zhì)池(3)，透明窗片(7)和(8)隔離熒光染料介質(zhì)池(4)，來(lái)自激發(fā)激光器(1)發(fā)出的激光使拉曼介質(zhì)產(chǎn)生頻移激光，熒光染料介質(zhì)實(shí)現(xiàn)拉曼激光的選擇增強(qiáng)后而輸出調(diào)頻激光，實(shí)現(xiàn)了高效率、窄線寬、高方向性和高穩(wěn)定度激光調(diào)頻。該調(diào)頻激光光源可作為激光醫(yī)療、激光指向、激光大氣雷達(dá)、多波長(zhǎng)激光表演及科學(xué)研究用激光光源，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)H04B15/00GK1538231SQ20031011076
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月22日
發(fā)明者楊經(jīng)國(guó), 鄭玉臣, 程娟 申請(qǐng)人:四川大學(xué)