專(zhuān)利名稱(chēng)：耦合腔式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，特別是一種耦合腔式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)光的研究己經(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 用將兩束光禾口頻的方法(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 Utters》，Vol. 24， 1999， 1490-1492'， All-solid-state 704 mW continuous-麗e 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)換成拉曼光的效率差，也不能獲得高功率的黃光輸出。
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式拉曼倍頻全固體黃光激光器。
一種耦合腔式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激光 增益介質(zhì)、調(diào)Q裝置和拉曼晶體，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；激光增益介質(zhì)、調(diào)Q裝 置、拉曼晶體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)入激光增益介質(zhì)并轉(zhuǎn)換成基頻光，產(chǎn)生的基頻光通過(guò)拉曼晶體，由于拉曼晶體 具有拉曼效應(yīng)，因而發(fā)生受激拉曼散射產(chǎn)生拉曼光，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)泵模塊、冷去卩裝置。
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)、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)泵模塊及激光增益介質(zhì)、調(diào)Q開(kāi)關(guān)和拉曼晶體的相對(duì)位 置可相互調(diào)換。
所述的激光增益介質(zhì)可以是摻釹(Nd)或摻鐿(Yb)的下列諸晶體中的一種釔鋁石榴 石(YAG)、釩酸釔(YV04)、釩酸軋(GdV04)、釩酸镥(LuV04)、氟化釔鋰(YLF)、鋁酸釔(YAP)、 釓鎵石榴石(GGG)、鎢酸釓鉀(KGd(W04)2)等；也可以是鍵合晶體釔鋁石榴石/摻釹釔鋁石 榴石(YAG/Nd:YAG)、釩酸釔/摻釹釩酸釔(YV04/Nd:YV04)晶體中的一種。
所述的激光增益介質(zhì)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. %。
所述的激光增益介質(zhì)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1000 nm—1200 nm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 tim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。
所述的拉曼晶體可以是鎢酸鹽類(lèi)(KGd(W04)2, BaW04， SrW04, PbW04， KLu(W04)2等)、釩酸 鹽類(lèi)(YV04, GdV04等)、硝酸鹽類(lèi)(Ba(N03)2等)，碘酸鹽類(lèi)(1^103等)中的一種；拉曼介質(zhì) 的兩端面均鍍IOOO nm—1200 nm波段的增透膜。拉曼晶體可根據(jù)需要沿不同方向和角度切 割，這樣可以有效的提高激光器的性能。
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1000nm 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)鍍有泵浦光波段的增透膜和1000 nm—1200 nm 波段的反射率大于90%的反射膜；在LD側(cè)面泵浦時(shí)鍍有1000 nm—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 nm波段透過(guò)范圍大于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 nn)附近的黃光具有透過(guò)范圍大于80y。的透射率。
所述的諧振腔的腔長(zhǎng)為5 cm—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(lèi)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泵浦源發(fā)出的泵浦光耦合進(jìn)入激光增益介質(zhì)，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；具有較高峰值功率的基頻光經(jīng)過(guò)拉曼晶體，由于受激拉曼散射 的作用轉(zhuǎn)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)用新型采用了耦合腔型和新的組合方式，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，并利用耦 合腔提高了倍頻效率，成功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.耦合透鏡組，4.后腔鏡，5.激光增益介質(zhì)，6.調(diào)Q 裝置，7.拉曼晶體，8.耦合鏡，9.倍頻晶體，IO.輸出鏡，ll.LD側(cè)面泵浦系統(tǒng)，12.冷卻 裝置。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 :
本實(shí)用新型裝置如圖1所示,包括激光二極管LD泵浦源、諧振腔，諧振腔由后腔鏡4、 耦合鏡8和輸出鏡10組成，后腔鏡4和耦合鏡8中放置激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石 Nd:YAG晶體、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼介質(zhì)7鎢酸鋇BaW04晶體，耦合鏡8和輸出鏡10中放 置倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀KTP晶體；激光增益介質(zhì)5、聲光調(diào)Q裝置6、拉曼介質(zhì)7和倍頻 晶體9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。
泵浦源為端面泵浦源，包括激光二極管l、光纖2和耦合透鏡組3，泵浦光經(jīng)光纖2和 耦合透鏡組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 Pm，數(shù)值孔徑為0.22。
諧振腔的腔長(zhǎng)為15 cm。
激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體，尺寸為O 4mmX5ram，摻雜濃度為l-at. %，兩個(gè)端面均鍍有泵浦光808 nm及1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8 %)，摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體的作用是產(chǎn)生基頻光。
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。
拉曼介質(zhì)7鎢酸鍶SrW04拉曼晶體，尺寸為4X4X35 mm3，兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)，鎢酸鍶SrW04拉曼晶體的作用是將基頻光轉(zhuǎn)換為拉 曼光。
""倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀KTP晶體，尺寸為3X3X6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% )，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0=68.7度，4> =0
度角度切割。
后腔鏡4為凹面鏡，曲率半徑為3000 mm，鍍有808 ran波長(zhǎng)的增透膜和1000 nm—1200nm波段的高反膜(反射率大于99.5%)。
輸出鏡10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^90.8X)，并且該膜對(duì)波長(zhǎng)為590 nm的光高透(T= 90%)。
耦合鏡8為平鏡，兩端面均鍍有IOOO nm—1200 nm波長(zhǎng)的高透膜(對(duì)1064 nm波長(zhǎng)的 透過(guò)率T〉99.8W，對(duì)1180 nm波長(zhǎng)的透過(guò)率T二95X)，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〉96.5免)。
激光器的工作流程LD側(cè)面泵浦源1發(fā)出808 nm波長(zhǎng)的泵浦光耦合進(jìn)入摻釹憶鋁石榴 石Nd:YAG晶體5中，當(dāng)聲光調(diào)Q裝置6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)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1064nm基頻光；具有較高峰 值功率的基頻光經(jīng)過(guò)鎢酸鍶SrW04晶體7時(shí)，由于受激拉曼散射的作用轉(zhuǎn)為1180nm拉曼光， 在KTP倍頻晶體9處由于倍頻效應(yīng)轉(zhuǎn)換為590 nm黃光，并由輸出鏡10輸出。
實(shí)施例2 :
本實(shí)用新型裝置如圖2所示，包括激光二極管LD泵浦源、諧振腔，諧振腔由后腔鏡4、 耦合鏡8和輸出鏡10組成，后腔鏡4和耦合鏡8中放置激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石 Nd:YAG晶體、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼介質(zhì)7鎢酸鋇BaW04晶體，耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻 晶體9磷酸鈦氧鉀KTP晶體；激光增益介質(zhì)5、聲光調(diào)Q裝置6、拉曼介質(zhì)7和倍頻晶體9 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泵浦源為側(cè)面泵浦源，它是由側(cè)面泵浦模塊11即波長(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。
激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體，尺寸為①4 mmX5 mm，摻雜濃度為2. 5-at. %，兩個(gè)端面均鍍有泵浦光808 nm及1000 nm—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8 %)，摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體的作用是產(chǎn)生基頻光。
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 mra，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。
拉曼介質(zhì)7鎢酸鋇BaW04晶體，尺寸為4X4X35 ram3，兩端面均鍍有1000 nm—1200 nm 波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)，鎢酸鋇BaW04晶體的作用是將基頻光轉(zhuǎn)換為拉曼光。
倍頻晶體9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 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，d> =0 度角度切割。
后腔鏡4為凹面鏡，曲率半徑為3000 mm，鍍有1000 nm—1200 nm波段的高反膜(反 射率大于99.5%)。
輸出鏡10為平鏡，鍍有1000 ran—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-90.8X)，并且該膜對(duì)波長(zhǎng)為590 nm的光高透(T= 90%)。
耦合鏡8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 透過(guò)率T〉99.8y。，對(duì)1180 nm波長(zhǎng)的透過(guò)率T二95X),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〉96.5M)。
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)入摻釹釔鋁石榴石 Nd:YAG晶體5中，當(dāng)聲光調(diào)Q裝置6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)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1064nm基頻光；具有較高峰 值功率的基頻光經(jīng)過(guò)鎢酸鋇BaW04晶體7時(shí)，由于受激拉曼散射的作用轉(zhuǎn)為1180nm拉曼光， 在KTP倍頻晶體9處由于倍頻效應(yīng)轉(zhuǎn)換為590 nm黃光，并由輸出鏡10輸出。 實(shí)施例3:
與實(shí)施例l相同，只是所述的拉曼晶體7為釩酸釓GdV04晶體，尺寸為3X3X15 mrn3， 沿物理學(xué)定義的a軸方向切割，晶體的兩端面均鍍有1000 rnn—1200 rim波段的增透膜(透 過(guò)率大于99. 8%);激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體摻雜濃度為1. 5-at. %。后 腔鏡4和耦合鏡8中依次放置激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體、聲光調(diào)Q裝置 6和拉曼介質(zhì)7釩酸釓GdV04晶體，耦合鏡8和輸出鏡10中放置倍頻晶體9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，只是所述的拉曼晶體7為鴿酸镥鉀KLu(W0j2晶體，尺寸為3X3X 16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% );后腔 鏡4和耦合鏡8中依次放置激光增益介質(zhì)5摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG晶體、拉曼晶體7鎢酸 镥鉀KLu(W04)2晶體和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡8和輸出鏡10中放置倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀 KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為15 cm。 實(shí)施例5:
與實(shí)施例1相同,只是所述的激光增益介質(zhì)5是摻釹釩酸釔Nd:YV04晶體，其摻雜濃 度為O. 5%，尺寸為3mmX3mmX8mm，激光增益介質(zhì)的兩端面鍍有808 nm和1000 nm—1200 nm的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)。所述的拉曼晶體7為鎢酸镥鉀KLu(W04)2晶體，尺寸為3 X3X16咖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%); 后腔鏡4和耦合鏡8中依次放置激光增益介質(zhì)5、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼晶體7，耦合鏡8 和輸出鏡10中放置倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為16 cm。 實(shí)施例6:
與實(shí)施例1相同，只是所述的拉曼晶體7為鎢酸鍶SrW04晶體，尺寸為4X4X35 mra3， 晶體的兩端面均鍍有1000 nra—1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)。后腔鏡4和 耦合鏡8中依次放置激光增益介質(zhì)5、拉曼晶體7和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡8和輸出鏡10 中放置倍頻晶體9三硼酸鋰LB0晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為12 cm。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7:
與實(shí)施例l相同，只是所述的拉曼晶體7為鎢酸鉛PbW04晶體，尺寸為3X3X16 mm3， 晶體的兩端面均鍍有1000 nm—1200 nra波段的增透膜(透過(guò)率大于99.8%)。調(diào)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 一1200 nm波段的增透膜(透過(guò)率大于99. 8%);后腔鏡4和耦合鏡8中依次放置激光增益 介質(zhì)5、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼晶體7,耦合鏡8和輸出鏡10中放置倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀 KTP晶體。諧振腔的腔長(zhǎng)為13 cm。 實(shí)施例8:
與實(shí)施例2相同，只是所述的拉曼晶體7為鎢酸釓鉀KGd(W04)2晶體，尺寸為4X4X 35 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%);所述 的倍頻晶體8為三硼酸鋰LBO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8中依次放置LD側(cè)泵模塊10及激光增益介質(zhì)5、 拉曼晶體7和聲光調(diào)Q裝置6，耦合鏡8和輸出鏡10中放置倍頻晶體9磷酸鈦氧鉀KTP晶 體。調(diào)Q開(kāi)關(guān)為聲光調(diào)Q，調(diào)制頻率為IO KHz。諧振腔的腔長(zhǎng)為16 cm。 實(shí)施例9:與實(shí)施例1相同，只是所述的激光增益介質(zhì)5是鍵合摻釹釩酸釔(YV04/Nd:YV(X)，其 摻雜濃度為0.5%，尺寸為3mraX3咖X3 mm(YV04)+3mmX3 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% )。所述 的拉曼晶體7為硝酸鋇Ba(N03)2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8中依次放置激光增益介質(zhì)5鍵合摻釹釩酸釔 (YV04/Nd:YV04)、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼晶體7硝酸鋇Ba(N03)2晶體，耦合鏡8和輸出鏡10 中放置倍頻晶體9三硼酸鋰LB0晶體。諧振腔的腔長(zhǎng)為13 cm。 實(shí)例10:
與實(shí)施例1相同，只是所述的激光增益介質(zhì)5為摻鐿釔鋁石榴石Yb:YAG晶體，尺寸為5 X5X1 mm3，摻雜濃度為5-at. %;拉曼晶體7為釩酸釓GdV04晶體，尺寸為3X3X 15 mm3， 沿物理學(xué)定義的a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%)。泵浦源的輸出波長(zhǎng)為940咖，光纖的纖芯半徑為IOO um。后腔鏡4和 耦合鏡8中依次放置激光增益介質(zhì)5摻鐿釔鋁石榴石Yb:YAG晶體、聲光調(diào)Q裝置6和拉曼 介質(zhì)7釩酸釓GdV04晶體和倍頻晶體8磷酸鈦氧鉀KTP晶體，諧振腔的腔長(zhǎng)為13 cm。
上述十個(gè)實(shí)施例中的所有晶體均經(jīng)過(guò)水冷卻裝置12控溫，水溫為20度。
權(quán)利要求1. 一種耦合腔式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激光增益介質(zhì)、調(diào)Q裝置和拉曼晶體；耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；激光增益介質(zhì)、調(diào)Q裝置、拉曼晶體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)入激光增益介質(zhì)并轉(zhuǎn)換成基頻光，產(chǎn)生的基頻光通過(guò)拉曼晶體，由于拉曼晶體具有拉曼效應(yīng)，因而會(huì)發(fā)生受激拉曼散射產(chǎn)生拉曼光，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所述的耦合腔式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)、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)泵模塊及激光增益介質(zhì)、調(diào)Q開(kāi)關(guān)和拉曼晶體的相對(duì)位置可相互調(diào)換。
3. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式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)泵模塊、冷卻裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式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所述的耦合腔式拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的激光增 益介質(zhì)可以是摻釹或摻鐿的下列諸晶體中的一種釔鋁石榴石、釩酸釔、釩酸釓、釩酸镥、 氟化釔鋰、鋁酸釔、釓鎵石榴石、鎢酸釓鉀；也可以是鍵合晶體釔鋁石榴石/摻釹釔鋁石榴 石、釩酸釔/摻釹釩酸釔晶體中的一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的激光增 益介質(zhì)在LD端面泵浦情況下，晶體兩個(gè)端面均鍍有對(duì)808 nm波長(zhǎng)及1000 nm—1200 nra波 段的增透膜；在LD側(cè)面泵浦情況下，晶體兩個(gè)端面均鍍有對(duì)1000 nm—1200 nm波段的增透 膜。
7. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式拉曼倍頻全固體黃光激光器，其特征在于所述的拉曼晶 體可以是鎢酸鹽類(lèi)、釩酸鹽類(lèi)、硝酸鹽類(lèi)、碘酸鹽類(lèi)諸晶體中的一種；拉曼晶體的兩端面均 鍍IOOO nm—1200 nm波段的增透膜。
8. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式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晶體中的一種；倍頻晶體的兩端鍍有1000 nm—1200 nm波段的增透膜。
9. 如權(quán)利要求1所述的耦合腔式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)的后腔鏡在LD端面泵浦時(shí)鍍有泵浦光波段的增透膜和1000 nm—1200 nni波段的反射率大 于90%的反射膜；在LD側(cè)面泵浦時(shí)鍍有1000 nm—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 nm波段透過(guò)范圍大于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90%的反射膜;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 nm附近的黃光具有透過(guò)范圍大于80%的透 射率。
專(zhuān)利摘要耦合腔式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，諧振腔中的后腔鏡和耦合鏡中間放置激光增益介質(zhì)、調(diào)Q裝置和拉曼晶體；耦合鏡和輸出鏡中放置倍頻晶體；激光增益介質(zhì)、調(diào)Q裝置、拉曼晶體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)H01S3/108GK201234055SQ20082002464
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)