[发明专利]一种小型化拉曼激光器

说明书

本激拉曼是一种高效的激光变频手段，其优点在于其装置设计简单，调试便捷，并且可实现多种类型的激光器变频，波长变换跨度比较大，可变波长丰富。本发明中采用外加腔反馈增强的受激拉曼变频方法，拉曼池外部增加一个拉曼激光振荡腔可以实现拉曼激光在拉曼池中的振荡，有利于拉曼激光的反馈放大。通过腔镜所镀膜选择作用可以实现二级拉曼波长的输出。相比普通的气体拉曼变频装置，该发明的优势是体积小，而且可以实现中红外波长的高效输出。通过腔镜所镀膜系不同可以实现输出波长选择。通过所选用的振荡腔型不同，可以实现输出激光质量的优化。该发明是一种小型化特殊波长输出的拉曼变频装置。

技术领域

本发明是一种小型化拉曼激光器，其利用拉曼激光振荡腔的设计以实现泵浦激光向长波长激光的转换，该发明设计是一种高效的激光波长转换装置。

技术背景

激光是一种特殊光源，其具有单色性(输出波长单一)，但是目前单个激光器并不能产生所有的波长，特别是中红外光谱区，能直接输出中红外波长的激光器稀少；目前工作在中红外波长的激光器有HF,DF等等的一系列化学激光，和一些特殊掺杂的固体激光；化学激光体积庞大，系统繁杂，在工作中使用和排放了有毒有害气体，其实用化的具有很大的困难，不利于大范围的推广使用；通过特殊掺杂的固体激光虽然能实现中红外波长输出，但是目前还处于研究阶段，距离成熟的应用还需要一定的研究时间；为了丰富波长种类，满足不同的应用需求，就需要对目前现有的激光波长加以转换，通过受激拉曼转换来产生需要的中红外波长。

受激拉曼是一种有效的激光变频手段，其优点在于其装置设计简单，调试便捷，波长变换跨度比较大，可变波长丰富。

该发明是一种小型化中红外波长输出的装置；在发明中采用腔增强的受激拉曼变频方法，拉曼池外部增加拉曼激光振荡腔可以实现拉曼激光在拉曼池中的振荡，有利于拉曼激光的反馈放大；通过腔镜所镀膜选择作用可以实现二级拉曼波长的输出；相比普通的气体拉曼变频装置，该发明的优势是体积小，而且可以实现中红外波长的高效输出；通过腔镜所镀膜系不同可以实现输出波长选择；通过所选用的振荡腔型不同，可以实现输出激光质量的优化。

发明内容

本发明的优点是小型化并且能获得中红外波长的拉曼激光。其过程是：泵浦激光通过聚焦入射到拉曼介质中，泵浦激光与拉曼介质作用后产生拉曼光信号，然后拉曼光信号在拉曼腔中振荡，增益，放大，转变成拉曼激光，最后拉曼激光通过输出耦合腔镜被输出。

本发明的技术方案如下：

一种中红外输出的拉曼激光器，其主要组成部分有三部分：泵浦激光器、拉曼池以及拉曼激光振荡腔。

采用该拉曼激光器变频的泵浦激光器是输出波长1064nm的Nd:YAG激光器。

拉曼池是一个两端分别带有窗口的中空密闭腔室，窗口镀泵浦激光和拉曼激光的高透膜；拉曼激光器的拉曼池中充装有氘气或者甲烷。

腔镜和输出耦合镜的形状为圆形片状的月牙镜，表面镀有特定波长的反射和透射介质膜。

拉曼激光振荡腔由腔镜和输出耦合镜组成，其分别安置在拉曼池两端；产生的拉曼激光在拉曼池中多次通过，在该过程中可以实现拉曼激光的增益放大；在该发明中，例如使用氘气作为拉曼介质，使用泵浦光为1064nm,产生的一级拉曼波长为1559nm，二级拉曼波长为2920nm，其工作过程可以描述为：1064nm激光注入后在拉曼池产生1559nm的拉曼信号光，1559nm在腔内振荡且增益放大，通过四波混频过程产生二级拉曼光2920nm信号，二级拉曼光在振荡过程中消耗一级拉曼激光，最终通过输出耦合腔镜输出2920nm波长；在该过程中1064nm激光单次通过，1559nm激光在腔内振荡且不输出，可以最大化向二级拉曼2920nm转换，二级拉曼激光2920nm在拉曼腔内振荡并且输出。

根据附图中的图1所示，