寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，使用半導(dǎo)體激光陣列驅(qū)動近紅外激光光源并對其進(jìn)行倍頻產(chǎn)生短波長可見光激光，進(jìn)一步驅(qū)動光學(xué)參量振蕩器-倍頻，使得在全固態(tài)組件的情況下產(chǎn)生寬調(diào)諧范圍的可見光激光輸出，使得從成本、體積、可靠性、穩(wěn)定性和耐用性的立場來看所述激光系統(tǒng)對于醫(yī)學(xué)應(yīng)用和科學(xué)研究是可行的。采用本發(fā)明技術(shù)方案，能在降低系統(tǒng)閾值、提高近紅外到可見光轉(zhuǎn)換效率、減少成本的情況下獲得寬波段可調(diào)諧連續(xù)波可見光輸出，光譜范圍覆蓋530-780nm。
【專利說明】寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子與激光【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種全固態(tài)連續(xù)波可見光寬波段可調(diào)諧光學(xué)參量振蕩器激光器，它適用于激光醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)顯微成像、激光光譜學(xué)、精密光學(xué)測量和科學(xué)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]可見光波段的激光在光譜分析、量子力學(xué)、信息處理、原子物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)影像、超高分辨率顯微鏡和醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。尤其是由于血液中的脫氧血紅蛋白在580nm處達(dá)到摩爾消光系數(shù)峰值,而氧合血紅蛋白在550nm和600nm處達(dá)到峰值；皮膚中表皮層內(nèi)的黑色素對53(T780nm波段也有較強(qiáng)的吸收；水對于53(T780nm波段幾乎透明；618^780nm波段恰好處于生物組織光學(xué)窗口(618?1316nm)范圍內(nèi)，因此，對于生物醫(yī)學(xué)成像、激光醫(yī)療和光與生物組織的相互作用研究等應(yīng)用而言，選擇位于53(T780nm波長范圍內(nèi)合適的連續(xù)波激光光源，對于提高成像質(zhì)量、治療效率、穿透深度和降低光致組織損傷，有著十分重要的意義。目前，可見光波段的激光主要由半導(dǎo)體激光器、固體激光器、氣體激光器、染料激光器和光纖激光器等激光器直接輸出，或者是通過倍頻、和頻和差頻等非線性頻率變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出，但這些激光器和技術(shù)手段只能獲得某些特定波長激光的輸出。其中輸出波長可調(diào)諧范圍較寬的摻鈦寶石激光器的輸出光譜范圍也只能達(dá)到66(Tll80nm，不能覆蓋可見光53(T660nm波段。利用二階非線性光學(xué)混頻實(shí)現(xiàn)光學(xué)頻率變換的光學(xué)參量振蕩器調(diào)諧范圍很寬，可從紫外到遠(yuǎn)紅外，彌補(bǔ)了普通激光器及其倍頻只能輸出某些特定波長激光的缺陷，是獲得寬波段可調(diào)諧、高相干輻射光源和新波段激光系統(tǒng)的重要途徑。光學(xué)參量振蕩器已在中紅外波段得到成功應(yīng)用，但在可見光波段的公開報(bào)道較少，而且大部分集中在脈沖泵浦運(yùn)轉(zhuǎn)方式。連續(xù)波泵浦的光學(xué)參量振蕩器相對于其他運(yùn)轉(zhuǎn)方式具有更高的振蕩閾值，需要泵浦源能夠提供較高的泵浦功率，而且非線性晶體也要具備更大的非線性系數(shù)，所以連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器比其他運(yùn)轉(zhuǎn)方式光學(xué)參量振蕩器的實(shí)現(xiàn)都要困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有可見光波段缺少寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波激光器的不足，本發(fā)明提供了一種連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器系統(tǒng)，該連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器系統(tǒng)能在可見光波段范圍內(nèi)輸出寬波段可調(diào)諧激光。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，包括依次設(shè)置在光路上的泵浦激光器、光束耦合系統(tǒng)1、輸入鏡1、激光晶體、反射鏡1、倍頻非線性晶體1、輸出鏡1、反射鏡
I1、光束耦合系統(tǒng)I1、輸入鏡I1、光學(xué)參量振蕩器非線性晶體、反射鏡II1、反射鏡IV、光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體I1、輸出鏡II，所述輸入鏡1、反射鏡I和輸出鏡I構(gòu)成短波長激光的諧振腔，光束稱合系統(tǒng)I位于泵浦激光器和輸入鏡I之間，所述光束稱合系統(tǒng)I的中心軸線與泵浦激光器的出光方向重合，激光晶體位于輸入鏡I和反射鏡I之間，倍頻非線性晶體I位于反射鏡I和輸出鏡I之間，所述輸入鏡I1、反射鏡II1、反射鏡IV、輸出鏡II，構(gòu)成可見光光學(xué)參量振蕩器的諧振腔，光束稱合系統(tǒng)II位于反射鏡II和輸入鏡II之間，所述光束耦合系統(tǒng)II的中心軸線與反射鏡II反射光方向重合，光學(xué)參量振蕩器非線性晶體位于輸入鏡II和反射鏡III之間，光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II位于反射鏡IV和輸出鏡II之間；
泵浦激光器發(fā)射的泵浦激光經(jīng)過光束耦合系統(tǒng)I后入射至輸入鏡I，經(jīng)輸入鏡I透過的泵浦激光入射至激光晶體，激光晶體將所述泵浦激光轉(zhuǎn)換為近紅外激光，從激光晶體出射的近紅外激光入射至反射鏡I，經(jīng)反射鏡I反射的近紅外激光入射至倍頻非線性晶體I，倍頻非線性晶體I將所述近紅外激光轉(zhuǎn)換為短波長可見光激光，從倍頻非線性晶體I出射的短波長可見光激光入射至輸出鏡I，從倍頻非線性晶體I透射出的近紅外激光經(jīng)輸出鏡I反射再次入射至倍頻非線性晶體I，經(jīng)倍頻非線性晶體I透射的近紅外激光入射至反射鏡I，經(jīng)反射鏡I反射的近紅外激光入射至輸入鏡I并在諧振腔內(nèi)繼續(xù)振蕩，經(jīng)輸出鏡I出射的短波長可見光激光入射至反射鏡II，經(jīng)反射鏡II反射的短波可見光激光入射至光束耦合系統(tǒng)II，經(jīng)光束耦合系統(tǒng)II透過的短波可見光激光入射至輸入鏡II，經(jīng)輸入鏡II透射的短波可見光激光入射至光學(xué)參量振蕩器非線性晶體，光學(xué)參量振蕩器非線性晶體將短波可見光激光轉(zhuǎn)換為寬波段近紅外激光，從光學(xué)參量振蕩器非線性晶體透射出的短波可見光激光經(jīng)反射鏡III透射到諧振腔外，從光學(xué)參量振蕩器非線性晶體出射的寬波段近紅外激光入射至反射鏡III，經(jīng)反射鏡III反射的寬波段近紅外激光入射至光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II，光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II將寬波段近紅外激光轉(zhuǎn)換為寬波段可見光激光，從光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II出射的寬波段可見光激光入射至輸出鏡II并經(jīng)輸出鏡II透射到光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔外，從光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II透射的寬波段近紅外激光入射至輸出鏡II，經(jīng)輸出鏡II反射的寬波段近紅外激光入射至輸入鏡II并在光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔內(nèi)繼續(xù)振蕩。
[0005]進(jìn)一步的，所述泵浦激光器是半導(dǎo)體激光器，所述激光器的中心波長為800_900nm。
[0006]進(jìn)一步的，所述光束耦合系統(tǒng)I為幾何耦合系統(tǒng)、光譜耦合系統(tǒng)中的至少一種；所述光束稱合系統(tǒng)I為透鏡、空間濾波器、光隔離器、光柵、多模光纖中的至少一種。
[0007]進(jìn)一步的，所述輸入鏡I朝向光束耦合系統(tǒng)I的平面鍍有800-900nm增透膜，所述輸入鏡I另一面鍍有800-900nm增透膜且400_540nm和I μ m高反膜；所述反射鏡I朝向短波長可見光激光諧振腔的鏡面鍍有400-540nm和I μ m高反膜；所述輸出鏡I朝向短波長可見光激光諧振腔的鏡面鍍有400-540nm增透且I μ m高反膜，所述的輸出鏡I的另一面鍍400_540nm 增透膜。
[0008]進(jìn)一步的，所述激光晶體為摻釹離子單晶或者陶瓷，并且激光晶體的形狀為圓柱形、板條形、六面體形、波導(dǎo)形、碟片形、光纖形中的任一種；所述激光晶體的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透，800-900nm增透且I μ m增透膜。
[0009]進(jìn)一步的，所述倍頻非線性晶體I為鈮酸鉀、偏硼酸鋇、硼酸鉍、三硼酸鋰、鈮酸鉀、磷酸鈦氧鉀、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀晶體中的任一種；所述倍頻非線性晶體I的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透，800-900nm增透且I μ m增透膜。
[0010]進(jìn)一步的，所述的反射鏡II面向輸出鏡I的鏡面鍍有400-540nm高反膜；所述的光束耦合系統(tǒng)II為幾何耦合系統(tǒng)、光譜耦合系統(tǒng)中的至少一種；所述的光束耦合系統(tǒng)II為透鏡、空間濾波器、光隔離器、半波片、光柵、多模光纖中的至少一種。
[0011]進(jìn)一步的，所述輸入鏡II朝向光束耦合系統(tǒng)II的鏡面鍍有400-540nm增透膜，所述輸入鏡II另一面鍍有400-540nm增透膜且近紅外高反膜；所述反射鏡III朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有400-540nm部分透射且近紅外高反膜；所述反射鏡IV朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有400-540nm部分透射且近紅外高反膜；所述輸出鏡II朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有近紅外部分透射且530-800nm增透膜，所述輸出鏡II的另一面鍍有近紅外增透且530_800nm增透膜。
[0012]進(jìn)一步的，所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體為單塊晶體、多塊級聯(lián)中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體為周期性極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化摻氧化鎂鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀、周期性極化砷酸鈦氧銣中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透且近紅外增透膜；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體采用準(zhǔn)相位匹配方式；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體為室溫、溫控爐控溫狀態(tài)中的任一種。
[0013]進(jìn)一步的，所述光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II為鈮酸鉀、偏硼酸鋇、硼酸鉍、三硼酸鋰、鈮酸鉀、磷酸鈦氧鉀、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀晶體中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II的兩個(gè)通光面鍍有400-800nm增透且近紅外增透膜。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm可見光光學(xué)參量振蕩器采用全固態(tài)結(jié)構(gòu)、短波長可見光泵浦和諧振腔腔內(nèi)倍頻等方式，能在降低系統(tǒng)閾值、提高近紅外到可見光轉(zhuǎn)換效率、減少成本的情況下獲得寬波段可調(diào)諧連續(xù)波可見光輸出，光譜范圍覆蓋530_780nm。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號說明:1.泵浦激光器，2.光束I禹合系統(tǒng)I, 3.輸入鏡1,4.激光晶體，5.反射鏡I，6.倍頻非線性晶體I，7.輸出鏡I，8.反射鏡II，9.光束耦合系統(tǒng)II，10.輸入鏡II，11.光學(xué)參量振蕩器非線性晶體，12.反射鏡III，13.反射鏡IV，14.光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II，15.輸出鏡II。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018]為了解決激光器輸出波長調(diào)諧范圍不能覆蓋可見光波段的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780 nm可見光光學(xué)參量振蕩器系統(tǒng)，本發(fā)明通過短波長可見光激光泵浦準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量振蕩器，進(jìn)而對其閑頻光進(jìn)行倍頻獲得可見光激光輸出，這樣做的好處是:全固態(tài)結(jié)構(gòu)使激光器比較緊湊、穩(wěn)定，準(zhǔn)相位匹配可以利用非線性晶體的最大非線性系數(shù)，而且可以調(diào)節(jié)腔內(nèi)閑頻光的功率密度，使之倍頻效率達(dá)到最大，從而提高總的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)通過多種調(diào)諧方式獲得寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波可見光激光輸出，以下優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)地對本發(fā)明進(jìn)行說明:
參照圖1所示，寬波段可調(diào)諧的可見光光學(xué)參量振蕩器-倍頻包括依次設(shè)置在光路上的泵浦激光器1、光束耦合系統(tǒng)12、輸入鏡13、激光晶體4、反射鏡15、倍頻非線性晶體16、輸出鏡17、反射鏡118、光束耦合系統(tǒng)119、輸入鏡1110、光學(xué)參量振蕩器非線性晶體11、反射鏡11112、反射鏡IV13、光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體1114、輸出鏡1115，所述輸入鏡13、反射鏡15和輸出鏡17構(gòu)成短波長激光的諧振腔,光束稱合系統(tǒng)12位于泵浦激光器I和輸入鏡13之間，所述光束耦合系統(tǒng)12的中心軸線與泵浦激光器I的出光方向重合，激光晶體4位于輸入鏡13和反射鏡15之間，倍頻非線性晶體16位于反射鏡15和輸出鏡17之間，所述輸入鏡1110、反射鏡11112、反射鏡IV13、輸出鏡1115，構(gòu)成可見光光學(xué)參量振蕩器的諧振腔，光束耦合系統(tǒng)Π9位于反射鏡118和輸入鏡IIlO之間，所述光束耦合系統(tǒng)119的中心軸線與反射鏡118反射光方向重合,光學(xué)參量振蕩器非線性晶體11位于輸入鏡IIlO和反射鏡III12之間，光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II14位于反射鏡IV13和輸出鏡1115之間。
[0019]在本實(shí)施例中，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，泵浦激光器I是半導(dǎo)體激光器，其中心波長為808nm，808nm激光經(jīng)芯徑200 μ m，數(shù)值孔徑0.22的傳能光纖傳輸至光束耦合系統(tǒng)12。光束耦合系統(tǒng)12為兩片焦距為40mm，平面和曲面均鍍有808nm增透膜(透過率大于99%)的平凸透鏡組成的幾何耦合系統(tǒng)，可以將808nm激光耦合聚焦至短波長可見光激光諧振腔中。
[0020]激光諧振腔由輸入鏡13、反射鏡15和輸出鏡17組成，其中，輸入鏡13為曲率半徑為200mm的平凹鏡，朝向光束耦合系統(tǒng)12的平面鍍有808nm增透膜，朝向諧振腔的一面鍍有808nm增透膜(透過率大于99%)且532nm和1064nm高反膜(反射率大于99.8%);反射鏡15為平面鏡，朝向諧振腔的鏡面鍍有532nm和1064nm高反膜；輸出鏡17為曲率半徑為200mm的平凹鏡，朝向短波長諧振腔的鏡面鍍有532nm增透且1064nm高反膜，另一面鍍532nm增透膜。激光晶體4置于輸入鏡13和反射鏡15之間，為板條形摻雜濃度為1%的鍵合Nd:YV04晶體，晶體尺寸為3X3X (2+10)臟，晶體兩端的通光面鍍有532nm增透，808nm增透且1064nm增透膜；808nm泵浦光通過激光晶體后產(chǎn)生1064nm激光，采用鍵合晶體可有效降低晶體的熱透鏡效應(yīng)。倍頻非線性晶體16置于反射鏡15和輸出鏡17之間，為板條形三硼酸鋰晶體，晶體尺寸為3X3X 10mm，切割角度為11.4°兩端通光面均鍍有532nm、808nm和1064nm增透膜，1064nm激光經(jīng)過三硼酸鋰晶體時(shí)，通過I類相位匹配轉(zhuǎn)換為532nm激光。
[0021]反射鏡118為平面鏡，面向輸出鏡17的鏡面鍍有532nm高反膜，并將經(jīng)輸出鏡17輸出的532nm激光反射至光束耦合系統(tǒng)119。光束耦合系統(tǒng)119為焦距70mm的透鏡和半波片組成的幾何稱合系統(tǒng)，可控制532nm激光的偏振及稱合光斑直徑,實(shí)現(xiàn)與振蕩光的模式匹配。
[0022]輸入鏡1110，反射鏡11112，反射鏡IV13和輸出鏡1115構(gòu)成光學(xué)參量振蕩器及其倍頻諧振腔。其中，輸入鏡IIlO為平凹鏡，曲率半徑為200mm，朝向光束耦合系統(tǒng)119的鏡面鍍有532nm增透膜(透過率大于96%)，另一面鍍有532nm增透膜(透過率大于96%)且800-1560nm高反膜(反射率大于99.8%);反射鏡III12為平凹鏡，曲率半徑為200mm，且朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有532nm部分透射(透過率大于90%)且800_1560nm高反膜；反射鏡IV13為平面鏡，朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有800-1560nm高反膜；輸出鏡1115為平面鏡朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有1060-1560nm部分透射(透過率大于90%)且530_800nm增透膜(透過率大于98%)，另一面鍍有1060-1560nm增透且530_800nm增透膜(透過率大于98%)。
[0023]光學(xué)參量振蕩器非線性晶體11為單塊多周期周期性極化化學(xué)計(jì)量比摻氧化鎂鉭酸鋰晶體，晶體規(guī)格為0.5X8.2 X 30mm，極化周期為8.0-8.7 μ m，周期個(gè)數(shù)為12，晶體兩端通光面鍍有532nm增透且800_1560nm增透膜(透過率大于98%)，光學(xué)參量振蕩器采用準(zhǔn)相位匹配方式和周期調(diào)諧與溫度調(diào)諧相結(jié)合的組合調(diào)諧技術(shù)。
[0024]光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體1114為周期性極化鈮酸鋰晶體，晶體規(guī)格為0.5X 12X40mm,極化周期為6.5-21.2 μ m，周期個(gè)數(shù)為32，晶體兩端的通光面鍍有400-800nm增透且800_1560nm增透膜(透過率大于98%)。
[0025]本發(fā)明的原理:
泵浦激光器I輸出波長為800-900nm波段的激光，所述泵浦激光經(jīng)過光束耦合系統(tǒng)12后進(jìn)入由輸入鏡13、反射鏡15、輸出鏡17構(gòu)成的短波長可見光激光諧振腔，所述泵浦激光在短波長可見光激光諧振腔內(nèi)依次經(jīng)過輸入鏡13、激光晶體4、反射鏡15、倍頻非線性晶體16和輸出鏡17，激光晶體4在泵浦激光的作用下產(chǎn)生近紅外激光，而所述近紅外激光經(jīng)過反射鏡15反射進(jìn)入倍頻非線性晶體16，倍頻非線性晶體16在近紅外激光的作用下產(chǎn)生短波長可見光激光，所述短波長可見光激光經(jīng)過輸出鏡17透射到短波長可見光激光諧振腔夕卜，同時(shí)部分經(jīng)過倍頻非線性晶體16透射出來的近紅外激光經(jīng)過輸出鏡17、反射鏡15和輸入鏡13反射，在短波長可見光激光諧振腔振蕩，所述透射到短波長可見光激光諧振腔外的短波長可見光激光經(jīng)反射鏡反射鏡118反射到光束耦合系統(tǒng)119，經(jīng)過光束耦合系統(tǒng)119后短波長可見光激光進(jìn)入到由輸入鏡1110、反射鏡11112、反射鏡IV13和輸出鏡1115組成的光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔，所述短波長可見光激光在光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔內(nèi)依次經(jīng)過光學(xué)參量振蕩器非線性晶體11和反射鏡III12后透射到光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔外，光學(xué)參量振蕩器非線性晶體11在短波長可見光激光的作用下產(chǎn)生寬波段可調(diào)諧的近紅外激光，所述寬波段可調(diào)諧的近紅外激光依次反射鏡III12和反射鏡IV13反射、光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體Π14透射、以及輸出鏡1115和輸入鏡IIlO反射，在光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔內(nèi)振蕩，光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體Π14在寬波段可調(diào)諧的近紅外激光的作用下產(chǎn)生寬波段可調(diào)諧的可見光激光，所述寬波段可調(diào)諧的可見光激光經(jīng)輸出鏡Π15透射到光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔外。
[0026]短波可見光泵浦光學(xué)參量振蕩器，并在提高光學(xué)參量振蕩器諧振腔內(nèi)閑頻光功率密度的同時(shí)內(nèi)對其進(jìn)行倍頻，獲得高效率連續(xù)波寬波段可調(diào)諧可見光激光輸出。
[0027]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，包括依次設(shè)置在光路上的泵浦激光器(I)、光束耦合系統(tǒng)1(2)、輸入鏡I (3)、激光晶體(4)、反射鏡I (5)、倍頻非線性晶體I (6)、輸出鏡I (7)、反射鏡II (8)、光束耦合系統(tǒng)II (9)、輸入鏡II (10)、光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)、反射鏡III (12)、反射鏡IV (13)、光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)、輸出鏡II (15)，所述輸入鏡I (3)、反射鏡I (5)和輸出鏡I (7)構(gòu)成短波長激光的諧振腔，所述光束耦合系統(tǒng)I (2)的中心軸線與泵浦激光器(I)的出光方向重合，所述輸入鏡II (10)、反射鏡III (12)、反射鏡IV (13)、輸出鏡II (15)構(gòu)成可見光光學(xué)參量振蕩器的諧振腔，所述光束耦合系統(tǒng)II (9)的中心軸線與反射鏡II (8)反射光方向重合； 所述泵浦激光器(I)發(fā)射的泵浦激光經(jīng)過光束耦合系統(tǒng)I (2)后入射至輸入鏡I (3)，經(jīng)輸入鏡I (3)透過的泵浦激光入射至激光晶體(4)，激光晶體(4)將所述泵浦激光轉(zhuǎn)換為近紅外激光，從激光晶體(4 )出射的近紅外激光入射至反射鏡1(5)，經(jīng)反射鏡I (5 )反射的近紅外激光入射至倍頻非線性晶體I (6)，倍頻非線性晶體I (6)將所述近紅外激光轉(zhuǎn)換為短波長可見光激光，從倍頻非線性晶體I (6)出射的短波長可見光激光入射至輸出鏡I(7)，從倍頻非線性晶體I (6)透射出的近紅外激光經(jīng)輸出鏡I (7)反射再次入射至倍頻非線性晶體I (6)，經(jīng)倍頻非線性晶體I (6)透射的近紅外激光入射至反射鏡I (5)，經(jīng)反射鏡I (5)反射的近紅外激光入射至輸入鏡I (3)并在諧振腔內(nèi)繼續(xù)振蕩，經(jīng)輸出鏡I (7)出射的短波長可見光激光入射至反射鏡II (8)，經(jīng)反射鏡II (8)反射的短波可見光激光入射至光束耦合系統(tǒng)II (9)，經(jīng)光束耦合系統(tǒng)II (9)透過的短波可見光激光入射至輸入鏡II (10)，經(jīng)輸入鏡II (10)透射的短波可見光激光入射至光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)，光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)將短波可見光激光轉(zhuǎn)換為寬波段近紅外激光，從光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)透射出的短波可見光激光經(jīng)反射鏡III (12)透射到諧振腔夕卜，從光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)出射的寬波段近紅外激光入射至反射鏡III (12)，經(jīng)反射鏡III (12)反射的寬波段近紅外激光入射至光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II(14)，光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)將寬波段近紅外激光轉(zhuǎn)換為寬波段可見光激光，從光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)出射的寬波段可見光激光入射至輸出鏡II (15)并經(jīng)輸出鏡II (15)透射到光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔外，從光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)透射的寬波段近紅外激光入射至輸出鏡II (15)，經(jīng)輸出鏡II(15)反射的寬波段近紅外激光入射至輸入鏡II (10)并在光學(xué)參量振蕩器-倍頻諧振腔內(nèi)繼續(xù)振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述泵浦激光器(I)是半導(dǎo)體激光器，所述激光器的中心波長為800-900nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述光束耦合系統(tǒng)I (2)為幾何耦合系統(tǒng)、光譜耦合系統(tǒng)中的至少一種；所述光束耦合系統(tǒng)I (2)為透鏡、空間濾波器、光隔離器、光柵、多模光纖中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述輸入鏡I (3)朝向光束耦合系統(tǒng)I (2)的平面鍍有800-900nm增透膜，所述輸入鏡I (3)另一面鍍有800-900nm增透膜且400_540nm和I μ m高反膜；所述反射鏡I (5)朝向短波長可見光激光諧振腔的鏡面鍍有400-540nm和Iym高反膜；所述輸出鏡I (7)朝向短波長可見光激光諧振腔的鏡面鍍有400-540nm增透且Ιμπι高反膜，所述的輸出鏡I (7)的另一面鍍400-540nm增透膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述激光晶體(4)為摻釹離子單晶或者陶瓷，并且激光晶體(4)的形狀為圓柱形、板條形、六面體形、波導(dǎo)形、碟片形、光纖形中的任一種；所述激光晶體(4)的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透，800-900nm增透且1 μ m增透膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述倍頻非線性晶體I (6)為鈮酸鉀、偏硼酸鋇、硼酸鉍、三硼酸鋰、鈮酸鉀、磷酸鈦氧鉀、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀晶體中的任一種；所述倍頻非線性晶體I(6)的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透，800-900nm增透且Ιμπι增透膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述的反射鏡II (8)面向輸出鏡I (7)的鏡面鍍有400-540nm高反膜；所述的光束耦合系統(tǒng)II (9)為幾何耦合系統(tǒng)、光譜耦合系統(tǒng)中的至少一種；所述的光束耦合系統(tǒng)II (9)為透鏡、空間濾波器、光隔離器、半波片、光柵、多模光纖中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述輸入鏡II (10)朝向光束耦合系統(tǒng)II (9)的鏡面鍍有400-540nm增透膜，所述輸入鏡II (10)另一面鍍有400-540nm增透膜且近紅外高反膜；所述反射鏡III (12)朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有400-540nm部分透射且近紅外高反膜；所述反射鏡IV (13)朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有400-540nm部分透射且近紅外高反膜；所述輸出鏡II (15)朝向諧振腔內(nèi)側(cè)的鏡面鍍有近紅外部分透射且530-800nm增透膜，所述輸出鏡II (15)的另一面鍍有近紅外增透且530-800nm增透膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)為單塊晶體、多塊級聯(lián)中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)為周期性極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化摻氧化鎂鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀、周期性極化砷酸鈦氧銣中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)的兩個(gè)通光面鍍有400-540nm增透且近紅外增透膜；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)采用準(zhǔn)相位匹配方式；所述光學(xué)參量振蕩器非線性晶體(11)為室溫、溫控爐控溫狀態(tài)中的任一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬波段可調(diào)諧的連續(xù)波530-780nm光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)為鈮酸鉀、偏硼酸鋇、硼酸鉍、三硼酸鋰、鈮酸鉀、磷酸鈦氧鉀、周期性極化鈮酸鋰、周期性極化磷酸鈦氧鉀晶體中的任一種；所述光學(xué)參量振蕩器-倍頻非線性晶體II (14)的兩個(gè)通光面鍍有400-800nm增透且近紅外增透膜。
【文檔編號】H01S3/16GK104283103SQ201410486246
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】姚文明, 高靜, 田玉冰, 張龍, 檀慧明, 武曉東 申請人:中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所