一種黃光自拉曼激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黃光自拉曼激光器包括沿光路出射方向依次設(shè)置的激光二極管、耦合光纖、聚光透鏡、輸入腔鏡、自拉曼激光晶體、調(diào)Q器件和輸出腔鏡；所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體包括釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd:YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd:GdCOB；所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd:YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd:GdCOB中的釹離子摻雜濃度均為0.1-30at%。本發(fā)明所述的黃光自拉曼激光器利用一塊摻釹硼酸氧鈣鹽晶體作為自拉曼激光晶體，既是激光增益介質(zhì)和拉曼增益介質(zhì)，還可實(shí)現(xiàn)自拉曼效應(yīng)，比傳統(tǒng)自拉曼激光器減少了一塊倍頻晶體，體積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，成本更低，運(yùn)行更加穩(wěn)定，適合大規(guī)模批量化工業(yè)生產(chǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種黃光自拉曼激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種黃光自拉曼激光器，屬于激光的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]550?600nm黃光波段激光在醫(yī)療、演示、衛(wèi)星導(dǎo)引、水下探測(cè)等領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定、成本低廉的黃光激光器逐漸成為眾多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。銅蒸汽激光器、染料黃光激光器、光泵浦半導(dǎo)體激光器、雙波長(zhǎng)和頻釹激光器、拉曼激光器等各種類型黃光激光器應(yīng)運(yùn)而生。銅蒸汽激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了使銅氣化，該激光器必須具備一個(gè)電熱裝置將銅加熱到1500°C的溫度。一般使用能耐高溫并有良好真空氣密性能的氧化鋁材料做外殼，并在其外面繞上電熱絲來(lái)加熱管內(nèi)金屬。這種激光器工作溫度相當(dāng)高，存在著嚴(yán)重的工藝問(wèn)題。染料黃光激光器是黃光激光器早期研究的一個(gè)重要方向，但是其輸出功率低、安全性差、染料有毒且性能不穩(wěn)定、循環(huán)冷卻系統(tǒng)復(fù)雜等原因制約了它的發(fā)展。
[0003]光泵浦半導(dǎo)體激光器理論上可產(chǎn)生477?600nm波段內(nèi)的任何波長(zhǎng)激光，但是對(duì)于每個(gè)目標(biāo)波長(zhǎng)，半導(dǎo)體都要經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，成本高昂。雙波長(zhǎng)和頻釹激光器主要是利用非線性晶體在諧振腔內(nèi)對(duì)摻釹工作物質(zhì)產(chǎn)生的1060nm和1300nm波長(zhǎng)激光和頻產(chǎn)生590nm附近的激光，這種方式輸出波長(zhǎng)較為單一，轉(zhuǎn)換效率較低，應(yīng)用范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種黃光自拉曼激光器。本發(fā)明所述的激光器是利用一塊摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，作為激光增益介質(zhì)和拉曼增益介質(zhì)，通過(guò)自拉曼效應(yīng)將激光二極管泵浦光源能量轉(zhuǎn)化為黃光激光輸出。
[0005]術(shù)語(yǔ)說(shuō)明:
[0006]1、LD，半導(dǎo)體激光器的簡(jiǎn)稱；
[0007]2、Nd: YC0B，釹摻雜硼酸鈣氧釔的通用簡(jiǎn)稱；
[0008]3、Nd:GdC0B，釹摻雜硼酸鈣氧釓的通用簡(jiǎn)稱；
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種黃光自拉曼激光器包括沿光路出射方向依次設(shè)置的激光二極管、耦合光纖、聚光透鏡、輸入腔鏡、自拉曼激光晶體、調(diào)Q器件和輸出腔鏡；
[0011]所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體包括釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB ；
[0012]所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB中的釹離子摻雜濃度均為0.l-30at% ；
[0013]所述自拉曼激光晶體按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向；
[0014]在激光二極管泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體產(chǎn)生1061nm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體倍頻作用輸出589nm黃光激光。
[0015]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述激光二極管為產(chǎn)生808nm激光的半導(dǎo)體激光器LD ；
[0016]所述輸入腔鏡、且靠近激光二極管的通光面鍍以808nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸入腔鏡、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以808nm高透過(guò)膜和1178nm和589nm高反射的介質(zhì)膜；所述自拉曼激光晶體的雙面均鍍以808nm、1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述調(diào)Q器件的雙面均鍍以1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且靠近激光二極管的通光面鍍以1178nm高反射和589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為 0.l_20mm。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述自拉曼激光晶體的通光方向長(zhǎng)度為l-10mm。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述自拉曼激光晶體的通光方向長(zhǎng)度為4_8mm。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd:YC0B或釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB中的釹離子摻雜濃度為8-15at%。
[0021]如上述黃光自拉曼激光器的工作方法，包括步驟如下:
[0022]在激光二極管泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體產(chǎn)生1061nm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體倍頻作用輸出589nm黃光激光；
[0023]所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體包括釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB ；
[0024]所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB中的釹離子摻雜濃度均為0.l-30at% ；
[0025]所述自拉曼激光晶體按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:
[0027]全固態(tài)黃光拉曼激光器是利用晶體介質(zhì)的受激拉曼散射效應(yīng)，簡(jiǎn)稱SRS，將已有綠光波段激光直接頻移至黃光波段或是先將1060nm激光頻移至IlOOnm再對(duì)IlOOnm倍頻獲得黃光。通過(guò)SRS效應(yīng)實(shí)現(xiàn)黃光輸出的激光器主要有三類:內(nèi)腔式拉曼激光器、自拉曼激光器、外腔式拉曼激光器。與其他黃光激光器相比，拉曼激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(SRS效應(yīng)與全固態(tài)激光技術(shù)相結(jié)合)、轉(zhuǎn)換效率高、成本低廉，其發(fā)展前景非?？捎^。
[0028]自拉曼激光器中的激光晶體既是激光增益介質(zhì)又是拉曼增益介質(zhì)，由于腔內(nèi)少了單獨(dú)的拉曼晶體，插入損耗減小，腔長(zhǎng)縮短，結(jié)構(gòu)更為緊湊，運(yùn)行更加穩(wěn)定。
[0029]本發(fā)明所述的黃光自拉曼激光器利用一塊摻釹硼酸氧鈣鹽晶體作為自拉曼激光晶體，既是激光增益介質(zhì)和拉曼增益介質(zhì)，還可實(shí)現(xiàn)自拉曼效應(yīng)，比傳統(tǒng)自拉曼激光器減少了一塊倍頻晶體，體積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，成本更低，運(yùn)行更加穩(wěn)定，適合大規(guī)模批量化工業(yè)生產(chǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0030]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]1.激光二極管，2.稱合光纖，3.聚光透鏡，4.輸入腔鏡，5.自拉曼激光晶體，6.調(diào)Q器件，7.輸出腔鏡，8.黃光激光。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但不限于此。
[0033]為了說(shuō)明更簡(jiǎn)潔實(shí)施例中采用以下方式對(duì)通光面進(jìn)行說(shuō)明:自拉曼激光晶體靠近LD的通光面稱為前表面,遠(yuǎn)離LD的通光面為后表面。輸入腔鏡靠近LD的通光面稱為前表面，遠(yuǎn)離LD的通光面為后表面。輸出腔鏡靠近LD的通光面稱為前表面,遠(yuǎn)離LD的通光面為后表面。
[0034]如圖1所示。
[0035]實(shí)施例1、
[0036]一種黃光自拉曼激光器包括沿光路出射方向依次設(shè)置的激光二極管1、耦合光纖
2、聚光透鏡3、輸入腔鏡4、自拉曼激光晶體5、調(diào)Q器件6和輸出腔鏡7 ；
[0037]所述自拉曼激光晶體5為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體為釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB ；
[0038]所述自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB中的釹離子摻雜濃度為8at% ；
[0039]所述自拉曼激光晶體5按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。
[0040]在激光二極管I泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體5產(chǎn)生1061nm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體5倍頻作用輸出589nm黃光激光。
[0041]所述激光二極管I為產(chǎn)生808nm激光的半導(dǎo)體激光器LD ;發(fā)射波長(zhǎng)為808nm的半導(dǎo)體激光器LDl，經(jīng)過(guò)耦合光纖2，由聚光透鏡組3進(jìn)行光束整形，平行輸入到輸入腔鏡4的前表面。
[0042]所述輸入腔鏡4、且靠近激光二極管I的通光面鍍以808nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸入腔鏡4、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以808nm高透過(guò)膜、1178nm和589nm高反射的介質(zhì)膜；所述自拉曼激光晶體5的雙面均鍍以808nm、1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述調(diào)Q器件的雙面均鍍以1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且靠近激光二極管的通光面鍍以1178nm高反射和589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜。
[0043]所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為5mm。
[0044]實(shí)施例2、
[0045]如實(shí)施例1所述黃光自拉曼激光器的工作方法，包括步驟如下:
[0046]在激光二極管泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體產(chǎn)生1061nm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB倍頻作用輸出589nm黃光激光；
[0047]所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB中的釹離子摻雜濃度為8at% ；
[0048]實(shí)施例3、[0049]如實(shí)施例1所述的黃光自拉曼激光器，其區(qū)別在于，
[0050]所述自拉曼激光晶體5為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體為釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB ；
[0051]所述自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB中的釹離子摻雜濃度為8at% ；
[0052]所述自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB的雙面均鍍以808nm、1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜。
[0053]所述自拉曼激光晶體5按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為5mm。
[0054]實(shí)施例4、
[0055]如實(shí)施例3所述黃光自拉曼激光器的工作方法，包括步驟如下:
[0056]在激光二極管I泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體5產(chǎn)生106 Inm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB倍頻作用輸出589nm黃光激光；
[0057]所述自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd: GdCOB中的釹離子摻雜濃度為8at%。
[0058]實(shí)施例5、
[0059]如實(shí)施例1所述的黃光自拉曼激光器，其區(qū)別在于，
[0060]所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體為釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB晶體；
[0061]所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB晶體中的釹離子摻雜濃度均為20at% ；
[0062]所述自拉曼激光晶體按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為2mm。
[0063]實(shí)施例6、
[0064]如實(shí)施例5所述的黃光自拉曼激光器，其區(qū)別在于，
[0065]所述自拉曼激光晶體5釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB中的釹離子摻雜濃度均為5at% ；
[0066]所述自拉曼激光晶體5按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為8mm。
【權(quán)利要求】
1.一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述激光器包括沿光路出射方向依次設(shè)置的激光二極管、耦合光纖、聚光透鏡、輸入腔鏡、自拉曼激光晶體、調(diào)Q器件和輸出腔鏡；所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體包括釹摻雜硼酸鈣氧釔NdiYCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB ;所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB中的釹離子摻雜濃度均為0.l-30at% ;所述自拉曼激光晶體按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向；在激光二極管泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體產(chǎn)生106 Inm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體倍頻作用輸出589nm黃光激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述激光二極管為產(chǎn)生808nm激光的半導(dǎo)體激光器LD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述輸入腔鏡、且靠近激光二極管的通光面鍍以808nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸入腔鏡、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以808nm高透過(guò)膜和1178nm和589nm高反射的介質(zhì)膜；所述自拉曼激光晶體的雙面均鍍以808nm、1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述調(diào)Q器件的雙面均鍍以1178nm和589nm的高透過(guò)介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且靠近激光二極管的通光面鍍以1178nm高反射和589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜；所述輸出腔鏡、且遠(yuǎn)離激光二極管的通光面鍍以589nm高透過(guò)的介質(zhì)膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述自拉曼激光晶體為圓柱形或者長(zhǎng)方體；其通光方向長(zhǎng)度為0.l-20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述自拉曼激光晶體的通光方向長(zhǎng)度為l-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述自拉曼激光晶體的通光方向長(zhǎng)度為4-8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黃光自拉曼激光器，其特征在于，所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB中的釹離子摻雜濃度為8-15at%0
8.如權(quán)利要求1所述黃光自拉曼激光器的工作方法，如下: 在激光二極管泵浦源的作用下，808nm泵浦光通過(guò)自拉曼激光晶體產(chǎn)生1061nm激光，然后拉曼位移產(chǎn)生1178nm激光，在激光腔內(nèi)振蕩，經(jīng)自拉曼激光晶體倍頻作用輸出589nm黃光激光；所述自拉曼激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體包括釹摻雜硼酸鈣氧釔NchYCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓NchGdCOB ;所述自拉曼激光晶體釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd = YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd = GdCOB中的釹離子摻雜濃度均為0.l_30at% ;所述自拉曼激光晶體按通光方向切割，切割方向?yàn)楫a(chǎn)生自589nm激光的倍頻方向。
【文檔編號(hào)】H01S3/16GK104009375SQ201410133335
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】馬長(zhǎng)勤, 于浩海, 韓學(xué)坤, 張懷金, 王繼揚(yáng), 路慶明 申請(qǐng)人:青島鐳視光電科技有限公司, 山東大學(xué)