[实用新型]砷酸钛氧钾晶体全固体拉曼激光器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种固体激光器，特别是一种砷酸钛氧钾晶体全固体拉曼激光器。

(二)背景技术

受激拉曼散射是一种重要的激光变频技术，通过受激拉曼散射可以将激光器的输出波长范围扩展到红外至紫外。固体拉曼介质与气体或液体拉曼介质相比，具有粒子浓度大、体积小、性能稳定、泵浦阈值低、热导性能好等优点。近几年，固体拉曼介质及全固体拉曼激光器已成为激光器件领域的研究热点之一。目前国内、外已经有关于固体拉曼激光器的报道，他们主要采用钨酸盐类(KGd(WO₄)₂，BaWO₄，SrWO₄)、钒酸盐类(YVO₄，GdVO₄)、硝酸盐类(Ba(NO₃)₂)、碘酸盐类(LiIO₃)等晶体作为拉曼介质。这些拉曼介质的拉曼频移一般在900cm^-1以上，因此当用最成熟的1.06微米激光泵浦时，会获得1.18微米左右的拉曼激光。砷酸钛氧钾晶体在234cm^-1处有很强的拉曼增益，可以获得1.09微米拉曼激光，但至今还没有发现用该晶体来实现的拉曼激光器。

(三)发明内容

为克服现有技术的缺陷，以获得1.09微米拉曼激光输出，本实用新型提供一种砷酸钛氧钾晶体(KTiOAsO4，KTA)全固体拉曼激光器。

一种砷酸钛氧钾(KTA)晶体全固体拉曼激光器，包括激光二极管(LD)泵浦源、谐振腔，谐振腔由后腔镜和输出镜组成，其特征在于谐振腔中放置激光增益介质、调Q装置和KTA晶体；激光增益介质、调Q装置和KTA晶体均由冷却装置对其进行温度控制；由激光二极管LD泵浦源产生的泵浦光耦合进入激光增益介质，所产生的基频光通过KTA晶体，由于KTA晶体具有拉曼效应，因而会产生受激拉曼散射，可以有效地产生拉曼转换、获得1.09微米拉曼激光，由输出镜输出。

所述的激光二极管LD泵浦源可以是连续光泵浦，也可以是准连续光泵浦；可以是LD端面泵浦源，它包括驱动电源、激光二极管、冷却装置、光纤和耦合透镜组；也可以是LD侧面泵浦源，它包括驱动电源、LD侧泵模块、冷却装置。

所述的谐振腔是直腔，也可以是折叠腔(折叠腔时须加入折叠镜以改变光路途径)，腔长为5cm-50cm，谐振腔的后腔镜和输出镜的曲率半径可根据实际情况选择。

所述的谐振腔在LD端面泵浦情况下，谐振腔内的调Q开关和KTA晶体的相对位置可进行调换；在LD侧面泵浦情况下，谐振腔内的侧泵模块及激光增益介质、调Q开关、KTA晶体的相对位置可相互进行调换。

所述的激光增益介质可以是掺钕(Nd)或掺镱(Yb)的以下诸晶体中的一种：钇铝石榴石(YAG)、钒酸钇(YVO4)、钒酸钆(GdVO4)、钒酸镥(LuVO4)、氟化钇锂(YLF)、铝酸钇(YAP)、钆镓石榴石(GGG)、钨酸钆钾(KGd(WO4)2)等；也可以是键合晶体钇铝石榴石/掺钕钇铝石榴石(YAG/Nd:YAG)、钒酸钇/掺钕钒酸钇(YVO₄/Nd:YVO₄)诸晶体中的一种。

所述的激光增益介质的掺杂浓度当掺钕时为0.05-at.％至3-at.％；掺镱时为0.05-at.％至10-at.％。

所述的激光增益介质的两个端面均镀有对泵浦光波段及1000nm-1100nm波段的增透膜。

所述的调Q装置可以是电光调Q装置、声光调Q装置或可饱和吸收体被动调Q装置中的任意一种：声光调Q装置由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有1000nm-1100nm波长的增透膜；调制频率为1Hz-100KHz，通过输入射频波改变调Q晶体的密度，来实现周期性改变激光谐振腔阈值的目的，起到调Q开关作用；电光调Q装置由电光晶体和驱动电源组成，利用晶体的电光效应，对通过其中的激光的相位产生调制，进而改变偏振态，完成开、关门过程，调制频率为1Hz-100KHz；可饱和吸收体是利用材料的激发、跃迁特性，受激吸收时关门、向下跃迁时开门，以此完成对激光的开、关门控制，调制频率为1Hz-100KHz。

所述的冷却装置有两种方式：循环水冷却——晶体侧面均用带有管道的金属块包住，金属块的管道内持续通有循环冷却水，用来给晶体降低温度；半导体制冷——晶体侧面被半导体制冷块包围。