[发明专利]一种可调谐拉曼激光器

说明书

本发明可以获得可调谐的拉曼激光，在该种设计中将染料激光器和拉曼激光器联用，通过拉曼激光器的变频，可以获得宽范围可调谐的激光。在本发明中采用了新型的拉曼变频装置，通过在拉曼池内部安置反射镜来增加泵浦激光与拉曼介质的有效作用长度，长光程拉曼池的有效作用长度为单程池的三倍以上，长光程拉曼池在受激拉曼变频中的使用可以有效的降低受激拉曼阈值，可以适应多种激光器的变频，而且其有利于高级拉曼光的输出；本发明中泵浦激光光源采用可调谐的染料激光器，将染料激光调谐功能与长光程受激拉曼变频功能相结合，最终可以获得能够在一定范围内连续可调的拉曼激光。

技术领域

本发明是一种可调谐激光光源，可以应用在调谐激光领域；该发明采用了染料激光泵浦拉曼介质获得拉曼激光方法，本发明能够将染料激光器的光谱范围的整体平移，其拓展了染料激光的波长范围，该装置可以调谐的范围覆盖了整个红外波长；本发明可以应用在基础科学研究，光谱测量，激光通信等等一些领域，该发明是一种大范围可调谐激光器。

背景技术

染料激光器不足点的分析：

目前染料激光器输出波长覆盖了短波长到近红外区，遍布整个可见波长区；在可调谐光激光器中染料激光器被广泛使用，但是染料激光器也存在许多缺点，例如，不能覆盖所有红外波长，在其覆盖的光谱范围内的有些波段效率低，部分染料成本高昂，不实用等等，根据常用染料激光的波长覆盖情况分析如下：

355纳米泵浦染料可以实现370～560纳米波长调谐转换效率最高约17％；532纳米泵浦染料可以实现550～1000纳米波长调谐最高转换效率约30％而且在700～800纳米之间低于20％，在800纳米以后最大转换效率低于10％；1064纳米泵浦的光谱范围是1080～1850纳米，在1850纳米之后没有染料激光可以覆盖。

染料激光器波长虽然可以连续调谐，但是其不足点也非常的明显：其一，泵浦能量向目标波长能量的转换效率低，其二，波长覆盖范围窄，大多集中在可见波长范围内；虽然近红外波长也可以实现，但是在700～800纳米之间低于20％，在800～1000纳米最大转换效率低于10％，1040～1080纳米之间没有染料可以覆盖。

基于以上的问题，本发明将染料激光器和拉曼激光器联用，可以获得可调谐的拉曼激光。其优势在于，该发明可以拓展染料激光器波长覆盖范围，弥补染料激光器在1040～1080纳米波长之间的光谱缺失。另外，可以将高效率低成本的染料和拉曼激光器联用来代替低效率高成本染料的使用，不但提高某些波段的转换效率而且节约了成本。

受激拉曼散射的简介：

受激拉曼属于非线性效应，受激拉曼散射可以实现激光变频，其优点在于其装置设计简单，调节便捷；能实现受激拉曼的介质多样，目前常用的拉曼介质有晶体(如：金刚石，SrWO₄)、液体(如：H₂O，CS₂，C₆H₆)、气体(如：H₂，CH₄)；不同的拉曼介质对泵浦激光波长移动的大小不相同，有些固体可以产生几十个波数的移动，而气体拉曼介质通常能产生上千个波数的频移。

长光程设计的简介：

在本发明中设计了新型的拉曼变频装置，通过在拉曼池内部安置反射镜来增加泵浦激光与拉曼介质的有效作用长度，将这种能延长激光光束与拉曼介质相互作用长度的装置称为长光程拉曼池，长光程拉曼池的拉曼作用长度为单程池的三倍以上；长光程拉曼池优点是：有效的降低受激拉曼阈值，适应多种激光器的变频，有利于高级拉曼光的输出。本发明中泵浦激光光源采用可调谐的的染料激光器，通过其与长光程受激拉曼技术的结合最终可以获得能够在一定范围内连续可调的拉曼激光。本发明拓展了染料激光器的使用领域，丰富了激光器的光谱覆盖范围。

发明内容