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1、(10)申请公布号 CN 102946048 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102946048 A *CN102946048A* (21)申请号 201210488424.8 (22)申请日 2012.11.26 H01S 3/30(2006.01) H01S 3/16(2006.01) C30B 15/00(2006.01) C30B 29/22(2006.01) C30B 29/32(2006.01) C30B 29/34(2006.01) (71)申请人 山东大学 地址 250100 山东省济南市历城区山大南路 27 号 (72)发明人 张怀金 王继扬 申传英 赵显。
2、 王正平 赵永光 于浩海 (74)专利代理机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人 王绪银 (54) 发明名称 一种基于硅钛钡石结构晶体的拉曼激光器 (57) 摘要 本发明涉及一种基于硅钛钡石结构晶体的 拉曼激光器， 包括泵浦源、 激光谐振腔和拉曼晶 体， 采用硅钛钡石结构的拉曼晶体对激光波长进 行调节， 产生具有固定频移的激光输出 ； 所述硅 钛钡石结构的拉曼晶体采用提拉法制得， 通式为 A2RM2O8， 其中A=Ca,Sr或Ba ； R=Ti或V ； M=Si或Ge。 把拉曼晶体放在激光谐振腔外形成外腔式拉曼频 移激光器， 放在激光谐振腔内形成内腔式拉曼激 光器。该激光器具。
3、有输出稳定、 结构简单、 环境适 应性强等优势。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种受激拉曼激光器， 包括泵浦源、 激光谐振腔和拉曼晶体， 其特征在于采用硅钛钡 石结构的拉曼晶体对激光波长进行调节， 产生具有固定频移的激光输出 ； 所述硅钛钡石结 构的拉曼晶体通式为 ： A2RM2O8， 其中 A=Ca,Sr 或 Ba ； R=Ti 或 V ； M=Si 或 Ge。 2. 如权利要求 1 所述的受激拉曼激光器， 其特征在。
4、于所述拉曼晶体位于激光谐振腔外 形成外腔式拉曼频移激光器 ； 或拉曼晶体位于激光谐振腔内形成内腔式拉曼频移激光器， 激光谐振腔由输入镜和输出镜构成。 3. 如权利要求 2 所述的受激拉曼激光器， 其特征在于所述外腔式拉曼频移激光器为腔 外单次通过式拉曼激光器、 腔外双次通过式拉曼激光器或腔外多次通过式拉曼激光器 ； 其 中 ： 腔外单次通过式拉曼激光器依次由脉冲激光器和拉曼晶体构成 ； 腔外双次通过拉曼激光器依次由脉冲激光器， 输入镜， 拉曼晶体和凹面输出镜构成 ； 腔外双次通过拉曼激光器依次由脉冲激光器， 输入镜， 拉曼晶体和输出镜构成。 4. 如权利要求 2 所述的受激拉曼激光器， 其特征。
5、在于所述内腔式拉曼频移激光器为内 腔式连续拉曼激光器、 内腔式连续受激拉曼倍频激光器、 内腔式脉冲拉曼激光器或内腔式 连续受激拉曼倍频激光器 ； 其中 ： 内腔式连续拉曼激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介质、 拉曼晶 体和平面输出镜构成 ； 内腔式连续受激拉曼倍频激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介 质、 拉曼晶体、 倍频晶体和输出镜构成 ； 内腔式脉冲拉曼激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介质、 声光调 Q 开关、 拉曼晶体和输出镜构成 ； 内腔式连续受激拉曼倍频激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介 质。
6、、 声光调 Q 开关， 拉曼晶体和输出镜构成。 5. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的受激拉曼激光器， 其特征在于拉曼晶体为 Ba2TiSi2O8 或 Ba2TiGe2O8。 6. 如权利要求 1 或 2 或 3 所述的受激拉曼激光器， 其特征在于优选拉曼晶体通光面为 圆形或长方形， 拉曼晶体长度为 0.5-50mm， 优选 10-35mm。 7. 如权利要求 16 任一项所述的受激拉曼激光器的工作方法， 为下列之一 ： A、 拉曼晶体在激光谐振腔外的外腔式拉曼频移激光器， 用纳秒， 皮秒或飞秒脉冲激光 器作为泵浦源， 采用单通、 双通或者多通的方式对A2RM2O8拉曼晶体进行激发， 得。
7、到脉冲式受 激拉曼激光输出 ； 或者 B、 拉曼晶体在激光谐振腔内的内腔式频移拉曼激光器， 用激光二级管泵浦激光晶体产 生激光 L， 波长为 1.06m、 1.34m 或 532nm ： i.所述激光L通过A2RM2O8拉曼晶体使得激光发生频移， 得到连续式散射的受激拉曼激 光 I 输出。进一步的， 将该受激拉曼激光 I 通过倍频晶体得到相应波长的倍频光输出 ； 或者 ii所述激光L通过电光、 声光或者被动调Q原件调制， 产生脉冲激光， 再通过A2RM2O8拉 权 利 要 求 书 CN 102946048 A 2 2/2 页 3 曼晶体得到脉冲式散射的受激拉曼激光I输出 ； 进一步的， 将该受。
8、激拉曼激光I通过倍频晶 体得到相应波长的倍频光输出。 8. 一 种 A2RM2O8晶 体 的 制 备 方 法， 以 ACO3,RO2和 MO2为 原 料， 反 应 方 程 式 为 ： 2ACO3+RO2+2MO2=Ba2RM2O8+2CO2， 其中 A=Ca,Sr 或 Ba ； R=Ti 或 V ； M=Si 或 Ge ； 采用熔体提拉 法进行晶体生长， 晶体生长步骤包括 ： （1） 基本按照A2TiM2O8式中各组分的摩尔比称量原料并混匀压块， 放置在铂金坩埚中在 700 1300 C 烧结， 保温 10-15h， 得多晶料 ； （2） 将多晶料置于铂金坩埚内， 升温到 800 1500 C。
9、 使多晶料熔化 ； 下籽晶， 晶体生 长温度在 800 1500 C 之间， 晶体生长的提拉速度为 0.5 2 毫米 / 小时 , 转速 10 30 转 / 分钟 ； （3）晶体生长完毕降温至室温 ； 将长好的晶体在退火炉中退火， 退火温度在 650 1000 C, 退火气氛为空气。 9. 如权利要求 8 所述 A2RM2O8晶体的制备方法， 其特征在于步骤 （2） 中晶体生长的提拉 速度为 0.6-1.5 毫米 / 小时 , 转速 15-20 转 / 分钟。 10. 如权利要求 8 所述 A2RM2O8晶体的制备方法， 其特征在于步骤 （2） 中多晶料熔化后 恒温 2-10 小时， 再下籽晶。
10、。 权 利 要 求 书 CN 102946048 A 3 1/6 页 4 一种基于硅钛钡石结构晶体的拉曼激光器 技术领域 0001 本发明涉及一种基于硅钛钡石结构晶体的拉曼激光器， 尤其涉及以硅钛钡石结构 晶体作为拉曼增益晶体的拉曼激光器， 属于激光技术领域。 背景技术 0002 利用拉曼晶体的受激拉曼散射 （SRS） 效应能够获得固体激光器不能直接发射的波 长的激光， 利用现有的拉曼晶体可以获得从紫外波段到近红外波段的激光输出， 包括新型 的黄光、 橙光激光以及 1.5m 人眼安全激光， 在天文、 军事、 医疗、 电子显示、 遥感、 海洋探 测、 化学等多个领域有广泛的应用， 因此探究新型拉。
11、曼晶体已经成为材料研究领域的热点 之一。 0003 拉曼激光器的性能， 决定于拉曼晶体的特性。目前进入实用性阶段的拉曼晶体有 Ba(NO3)2、 KGd(WO4)2和 KY(WO4)2。其中， Ba(NO3)2晶体有大的稳态拉曼增益， 是稳态拉曼激 光器中很好的拉曼活性介质， 但是不适合瞬态拉曼激光器使用且易潮解， 机械加工性能差。 KGd(WO4)2和 KY(WO4)2晶体有较大的瞬态拉曼增益， 但是它们从熔点到室温间存在相变， 只 能用助溶剂法生长， 所以获得适合拉曼激光器使用的尺寸较大的晶体比较困难。这些都限 制了基于上述晶体的拉曼激光器， 要么维护困难， 要么价格昂贵， 不易广泛应用，。
12、 难以产业 化。 发明内容 0004 针对现有拉曼激光器存在的问题， 本发明提供一种基于硅钛钡石结构拉曼晶体的 激光器及其工作方法。 0005 本发明还提供硅钛钡石结构拉曼晶体的制备方法。 0006 本发明的技术方案如下 : 0007 一种受激拉曼激光器， 包括泵浦源、 激光谐振腔和拉曼晶体， 采用硅钛钡石结构的 拉曼晶体对激光波长进行调节， 产生具有固定频移的激光输出 ； 所述硅钛钡石结构的拉曼 晶体通式为 ： 0008 A2RM2O8， 其中 A=Ca,Sr 或 Ba ； R=Ti 或 V ； M=Si 或 Ge。 0009 根据本发明优选的， 所述拉曼晶体位于激光谐振腔外形成外腔式拉曼频。
13、移激光 器 ； 或拉曼晶体位于激光谐振腔内形成内腔式拉曼频移激光器， 激光谐振腔由输入镜和输 出镜构成。 0010 根据本发明， 所述外腔式拉曼频移激光器为腔外单次通过式拉曼激光器、 腔外双 次通过式拉曼激光器、 腔外多次通过式拉曼激光器。 0011 腔外单次通过式拉曼激光器依次由脉冲激光器和拉曼晶体构成。 0012 腔外双次通过拉曼激光器依次由脉冲激光器， 输入镜， 拉曼晶体和凹面输出镜构 成。 0013 腔外双次通过拉曼激光器依次由脉冲激光器， 输入镜， 拉曼晶体和输出镜构成。 说 明 书 CN 102946048 A 4 2/6 页 5 0014 根据本发明， 所述内腔式拉曼频移激光器为。
14、腔内式连续拉曼激光器、 腔内式连续 拉曼倍频激光器、 腔内式脉冲拉曼激光器、 腔内式连续受激拉曼倍频激光器。 0015 腔内式连续拉曼激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介质、 拉 曼晶体和平面输出镜构成。 0016 腔内式连续拉曼倍频激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介 质、 拉曼晶体、 倍频晶体和输出镜构成。 0017 腔内式脉冲拉曼激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介质、 声 光调 Q 开关、 拉曼晶体和输出镜构成。 0018 腔内式连续拉曼倍频激光器依次由泵浦源、 光学耦合系统、 输入镜、 固体激光介 质、 声光调 Q 开。
15、关， 拉曼晶体和输出镜构成。 0019 根据本发明， 优选拉曼晶体为 Ba2TiSi2O8或 Ba2TiGe2O8。 0020 根据本发明， 优选拉曼晶体通光面为圆形或长方形， 拉曼晶体长度为 0.5-50mm， 优 选 10-35mm。 0021 所述拉曼晶体通光面抛光、 镀膜或不镀膜， 按本领域常规技术加工即可。 0022 所述泵浦源优选半导体激光二极管。 0023 所述固体激光介质优选 Nd:YAG 晶体。 0024 所述倍频晶体为本领域常用晶体， 例如 KTP 晶体、 LBO 晶体或 BBO 晶体。 0025 本发明的受激拉曼激光器的工作方法， 如下列之一 ： 0026 A、 拉曼晶体。
16、在激光谐振腔外的外腔式拉曼频移激光器， 用纳秒， 皮秒或飞秒脉冲 激光器作为泵浦源， 采用单通、 双通或者多通的方式对A2RM2O8拉曼晶体进行激发， 得到脉冲 式受激拉曼激光输出。如图 1-3 所示。 0027 或者 0028 B、 拉曼晶体在激光谐振腔内的腔内式频移拉曼激光器， 用激光二级管泵浦激光晶 体产生激光 L， 波长为 1.06m、 1.34m 或 532nm ： 0029 i.所述激光L通过A2RM2O8拉曼晶体使得激光发生频移， 得到连续式散射的受激拉 曼激光 I 输出。进一步的， 将该受激拉曼激光 I 通过倍频晶体得到相应波长的倍频光输出。 如图 4-5 所示。 0030 或。
17、者 0031 ii 所述激光 L 通过电光、 声光或者被动调 Q 原件调制， 产生脉冲激光， 再通过 A2RM2O8拉曼晶体得到脉冲式散射的受激拉曼激光 I 输出。进一步的， 将该受激拉曼激光 I 通过倍频晶体得到相应波长的倍频光输出。如图 6-7 所示。 0032 所述受激拉曼激光 I 波长包括 1172nm， 1.5m、 587nm 或 558nm。 0033 本发明上述的硅钛钡石结构拉曼晶体采用熔体提拉法制得， 制备方法说明如下。 0034 A2RM2O8晶 体 的 制 备 方 法，以 ACO3,RO2和 MO2为 原 料，反 应 方 程 式 为 ： 2ACO3+RO2+2MO2=A2R。
18、M2O8+2CO2， 其中 A=Ca,Sr 或 Ba ； R=Ti 或 V ； M=Si 或 Ge。采用熔体提拉 法进行晶体生长， 晶体生长步骤包括 ： 0035 （1） 基本按照A2TiM2O8式中各组分的摩尔比称量原料并混匀压块， 放置在铂金坩埚 中在 700 1300 C 烧结， 保温 10-15h， 得多晶料。 0036 （2） 将多晶料置于铂金坩埚内， 升温到 800 1500 C 使多晶料熔化 ； 下籽晶， 晶 说 明 书 CN 102946048 A 5 3/6 页 6 体生长温度在 800 1500 C 之间， 晶体生长的提拉速度为 0.5 2 毫米 / 小时 , 转速 10 。
19、30 转 / 分钟。 0037 （3） 晶体生长完毕降温至室温 ； 将长好的晶体在退火炉中退火， 退火温度在 650 1000 C, 退火气氛为空气。 0038 上述步骤 （2） 中优选晶体生长的提拉速度为 0.6-1.5 毫米 / 小时， 转速 15-20 转 / 分钟。 0039 上述步骤 （2） 中为使固相反应完全， 优选多晶料熔化后恒温 2-10 小时， 再下籽晶。 0040 上述步骤 （3） 中为防止晶体开裂， 优选将晶体缓慢降温至室温。降温速率 20 C/ 小时。 0041 上述步骤 （2） 中晶体生长周期可根据激光器对拉曼晶体尺寸的需要而定， 一般来 说 5-15 天可得到尺寸约。
20、 35mm35mm50mm 的晶体。 0042 最后对所得的晶体进行加工处理、 抛光， 用以制备晶体器件。 0043 本发明A2RM2O8晶体的制备所用生长装置为感应加热提拉式单晶炉， 本领域常规设 备 （如图 9 所示） 。 0044 该类激光器的核心是优选采用硅钛钡石结构拉曼晶体， 该硅钛钡石结构拉曼晶体 熔点到室温间没有相变， 具有物理机械性能稳定、 拉曼增益系数高、 不潮解、 可用提拉法生 长大尺寸晶体等优势， 该类激光器具有输出稳定、 结构简单、 环境适应性强等优势， 使得基 于硅钛钡石结构晶体的激光器具有产业化广泛应用的前景。 附图说明 0045 图 1 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的。
21、腔外单次通过式拉曼激光器结构图， 图中， 1、 脉冲激光器， 2、 拉曼晶体。 0046 图 2 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔外双次通过式拉曼激光器结构图， 图中， 1、 脉冲激光器， 2、 拉曼晶体， 3、 输入镜， 4、 凹面输出镜。 0047 图 3 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔外多次通过式拉曼激光器结构图， 图中， 1、 脉冲激光器， 2、 拉曼晶体， 3、 输入镜， 5、 平面输出镜。 0048 图 4 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔内式连续拉曼激光器的结构图， 图中， 2、 拉 曼晶体， 3、 输入镜， 5、 平面输出镜， 6、 泵浦源， 7、 光学耦合系统， 8、 固体激光介质。 。
22、0049 图 5 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔内式连续拉曼倍频激光器结构图， 图中， 2、 拉曼晶体， 3、 输入镜， 5、 输出镜 6、 泵浦源， 7、 光学耦合系统， 8、 固体激光介质， 9、 倍频晶体。 0050 图 6 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔内式脉冲拉曼激光器结构图， 图中， 2、 拉曼 晶体， 3、 输入镜， 5、 输出镜 6、 泵浦源， 7、 光学耦合系统， 8、 固体激光介质， 10、 声光开关。 0051 图 7 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔内式脉冲拉曼倍频激光器结构图， 图中， 2、 拉曼晶体， 3、 输入镜， 5、 输出镜， 6、 泵浦源， 7、 光学耦合系统， 8。
23、、 固体激光介质， 9、 倍频晶体， 10、 声光开关。 0052 图 8 基于硅钛钡石结构拉曼晶体的腔外单次通过式拉曼激光光谱， f为泵浦光， S1为一级 Stokes 光， S2为二级 Stokes 光。 0053 图 9 晶体生长装置示意图。图中， 11、 高频线圈， 12、 铂金坩埚， 13、 熔体， 14、 籽晶。 说 明 书 CN 102946048 A 6 4/6 页 7 具体实施方式 0054 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明， 这些附图和实施例仅用于说明本 发明， 并不限于此。 0055 实施例 1 ： Ba2TiSi2O8拉曼晶体的腔外单次通过式拉曼激光器。 005。
24、6 结构如图 1 所示， 该激光器由脉冲激光器 1 和拉曼晶体 2 组成。脉冲激光器 1 用 闪光灯泵浦， 用声光调制器和染料可饱和吸收材料进行双重调制形成的皮秒脉冲激光器， 其输出波长为 532nm、 脉宽 30ps、 重复频率为 10Hz 的脉冲激光 ； 再通过 Ba2TiSi2O8拉曼晶体 产生受激拉曼光。图 8 是该激光器的输出拉曼激光光谱图， 从图中明显可以看到 558nm 的 一级拉曼激光和 587nm 的二级拉曼激光输出。 0057 所述拉曼晶体 2 是 Ba2TiSi2O8晶体， 其尺寸为 5525mm3， 通光面为 55mm2， 其 双面抛光未镀膜。 0058 Ba2TiSi。
25、2O8晶体制备方法 ： 0059 反应方程式 ： 2BaCO3+TiO2+2SiO2=Ba2TiSi2O8+2CO2 0060 本实施例采用的初始原料为 BaCO3,TiO2和 SiO2， 按 Ba2TiSi2O8的化学计量比称量 原料， 混匀， 压块， 放入铂金坩埚中在 1000 1300 C 烧结， 恒温 12h 得到生长 Ba2TiSi2O8 晶体的多晶料。将 Ba2TiSi2O8多晶料放入铂金坩埚中， 把铂金坩埚置于单晶提拉炉中， 采用 中频感应加热的方式， 升温到熔点以上一定温度， 恒温一段时间 ； 使用 c 方向的 Ba2TiSi2O8 籽晶， 将温度降到熔点附近下入籽晶， 经过收。
26、颈、 放肩、 等径生长， 生长温度为 1400 1500 C， 提拉速度 0.5 2 毫米 / 小时， 旋转速度 10 30 转 / 分钟。晶体生长完毕后以 10 30 摄氏度 / 小时降温到室温。将所生长的晶体置于电阻炉中退火以消除晶体生长过 程中产生的热应力， 退火温度为 1000 C， 退火时间为 20h。然后根据需要对所生长的晶体 进行加工、 抛光。切割方向沿晶轴 c 轴。 0061 实施例 2 ： Ca2TiSi2O8晶体的腔外双次通过式拉曼激光器。 0062 结构如图 2 所示， 该激光器由脉冲激光器 1， 输入镜 3， 拉曼晶体 2 和凹面输出镜 4 沿光路依次排列。脉冲激光器 。
27、1 输出波长 532nm、 脉宽 30ps、 重复频率 10Hz 的激光。输入 镜3镀以对入射光532nm的透过率为大于99%、 对拉曼激光558nm的反射率为大于99%的介 质膜。输出镜 4 镀以对入射光 532nm 的反射率为大于 99%， 对拉曼光 558nm 的透过率为大于 99% 的介质膜。 0063 所述的脉冲激光器 1 与实施例 1 中的相同。 0064 所述的拉曼晶体 3 是 Ca2TiSi2O8晶体， 是长度 35mm 的圆柱体。通光面为圆面， 其 双面抛光并镀以对 532 和 558nm 高透过的介质膜。Ca2TiSi2O8晶体采用提拉法制备， 初始原 料为 CaCO3,T。
28、iO2和 SiO2， 其余步骤与实施例 1 中 Ba2TiSi2O8晶体制备方法基本相同。 0065 所述的输入镜和输出镜均为凹面镜， 曲率半径都为 100mm。 0066 加大入射激光功率， 可获得输出为 558nm 的受激拉曼散射光。 0067 实施例 3 ： Sr2TiSi2O8晶体的腔外多次通过式拉曼激光器。 0068 结构如图 3 所示， 该激光器由脉冲激光器 1， 输入镜 3， 拉曼晶体 2 和输出镜 5 沿光 路依次排列组成。输入镜 3 凹面朝向脉冲激光器 1、 其平面与激光方向呈 45夹角， 拉曼晶 体 2 和输出镜 5 位于输入镜 3 反射光的光路上。 0069 所述脉冲激光。
29、器1输出波长为532nm， 脉宽30ps， 重复频率为10Hz的脉冲激光。 输 说 明 书 CN 102946048 A 7 5/6 页 8 入镜 3 镀以对基频光透过率大于 99% 和拉曼光 （558nm） 反射率大于 99% 的介质膜， 输出镜 5 为平面镜， 两面镀以对基频光反射率大于 99%、 对拉曼光 （558nm） 透过率大于 99% 的介质膜。 所述的输入镜 3 凹面曲率半径为 200mm。 0070 所述的脉冲激光器 1 与实施例 1 中的相同。 0071 所述的拉曼晶体 3 为 Sr2TiSi2O8晶体， 其尺寸为 5515mm3， 通光面为 55mm2， 其双面抛光未镀膜。。
30、Sr2TiSi2O8晶体采用提拉法制备， 初始原料为 SrCO3,TiO2和 SiO2， 其余 步骤与实施例 1 中 Ba2TiSi2O8晶体制备方法基本相同。 0072 加大入射激光功率， 可实现 558nm 拉曼激光输出。 0073 实施例 4 ： Ba2TiGe2O8晶体的腔内式连续拉曼激光器。 0074 结构如图 4 所示， 该激光器由泵浦源 6、 光学耦合系统 7、 输入镜 3、 固体激光介质 8、 拉曼晶体 2 和平面输出镜 5 沿光路顺序排列而成。该固体激光介质 8 是 Nd:YAG 晶体， 它 的两个通光端面上镀以对泵浦光 （808nm） 和基频光 （1064nm） 透过率大于。
31、 99% 的增透膜。拉 曼晶体 2 为 Ba2TiGe2O8晶体， 其两通光端面上镀以对 1064 和 1172nm 高透过的介质膜。输 入镜 3 镀以对泵浦光 （808nm） 透过率大于 99%， 对基频光 （1064nm） 和拉曼光 （1172nm） 反 射率大于 99% 的介质膜 ； 输出镜 5 表面镀以对基频光 （1064nm） 反射率大于 99%， 对拉曼光 （1172nm） 透过率为 10% 的介质膜。 0075 所述的泵浦源 6 是输出波长为 808nm 的 InGaAs 的半导体激光二极管。 0076 所述的输入镜 3 是曲率为 200mm 的凹面镜， 输出镜 5 是平面镜。 。
32、0077 所述的固体激光介质 4 是 Nd:YAG 晶体， 钕的掺杂浓度为 0.5at.， Nd:YAG 晶体为 长方体， 长度为 6mm。 0078 所述的拉曼晶体 5 为 Ba2TiGe2O8晶体， 通光面 25mm2， 长度 30mm 的长方体， 其两 通光端面上镀以对 1064nm 和 1172nm 透过率大于 99% 的介质膜。Ba2TiGe2O8晶体采用提拉 法制备， 初始原料为 BaCO3,TiO2和 GeO2， 其余步骤同实施例 1 中 Ba2TiSi2O8晶体制备方法。 0079 本实施例结构简单， 操作方便。实现了 1172nm 稳定的连续激光输出。 0080 实施例 5 。
33、： Ba2VSi2O8晶体的腔内式连续拉曼倍频激光器 0081 结构如图 5 所示， 该激光器由泵浦源 6、 光学耦合系统 7、 输入镜 3、 固体激光介质 8、 拉曼晶体 2， 倍频晶体 9 和输出镜 5 沿光路依次序排列。输入镜 3 镀以对泵浦光 （808nm） 透过率大于 99%， 对基频光 （1064nm） 、 拉曼光 （1172nm） 和拉曼倍频光 （586nm） 反射率大于 99% 的介质膜。输出镜 5 里侧镀以对基频光 （1064nm） 、 拉曼光 （1172nm） 反射率大于 99%， 拉 曼倍频光 （586nm） 透过率大于 99% 的介质膜， 外侧镀以对拉曼倍频光 （586。
34、nm） 透过率大于 99% 的介质膜。 0082 所述的泵浦源 6 是输出波长为 808nm 的 InGaAs 的半导体激光二极管。 0083 所述的输入镜 3 是曲率为 800mm 的凹面镜， 输出镜 5 是平面镜。所述的固体激光 介质 8 和拉曼晶体 2 尺寸与实施例 5 中的相同， 所选拉曼晶体为 Sr2VSi2O8晶体。 0084 所述的倍频晶体 10 为 LBO 晶体， 为长方体， 其尺寸为 3315mm3， 通光面为 55mm2， 两面抛光并镀以对 586nm、 1064nm 以及 1172nm 高透过的介质膜。加大泵浦功率， 可实现 1172nm 稳定的连续受激拉曼散射光输出。 。
35、0085 Ba2VSi2O8晶体的制备方法 ： 0086 Ba2VSi2O8晶体制备方法 ： 说 明 书 CN 102946048 A 8 6/6 页 9 0087 反应方程式 ： 2BaCO3+VO2+2SiO2=Ba2VSi2O8+2CO2 0088 本实施例采用的初始原料为 BaCO3,VO2和 SiO2， 按 Ba2VSi2O8的化学计量比称量原 料， 混匀， 压块， 放入铂金坩埚中在 900 1200 C 烧结， 恒温 12h 得到生长 Ba2VSi2O8晶体 的多晶料。 将Ba2VSi2O8多晶料放入铂金坩埚中， 把铂金坩埚置于单晶提拉炉中， 采用中频感 应加热的方式， 升温到熔点。
36、以上一定温度， 恒温一段时间 ； 将温度降到熔点附近下入籽晶， 使用 c 方向的 Ba2VSi2O8籽晶， 经过收颈、 放肩、 等径生长， 生长温度为 1300 1500 C， 提 拉速度 0.5 2 毫米 / 小时， 旋转速度 10 30 转 / 分钟。晶体生长完毕后以 10 30 摄 氏度 / 小时降温到室温。将所生长的晶体置于电阻炉中退火以消除晶体生长过程中产生的 热应力， 退火温度为1000C， 退火时间为20h。 然后根据需要对所生长的晶体进行加工、 抛 光。切割方向沿晶轴 c 轴。 0089 实施例 6 ： Ca2TiGe2O8晶体的腔内式脉冲拉曼激光器 0090 结构如图 6 所。
37、示， 该激光器由泵浦源 6、 光学耦合系统 7、 输入镜 3、 固体激光介质 8、 声光调 Q 开关 10， 拉曼晶体 2 和输出镜 5 沿光路顺序排列。其输入镜 3 镀以对泵浦光 (808nm) 高透过且对 1064nm 激光高透过、 对 1.34m 激光高反射、 对拉曼光 （1.5m） 高反 射的介质膜， 输出镜 5 镀以对 1064nm 激光高透过且对 1.34m 激光高反射、 对 1.5m 激 光透过 5% 的介质膜。该固体激光介质 8 是 Nd:YAG 晶体， 它的两个通光端面上镀以泵浦光 (808nm) 和基频光 （1.34m） 透过率大于 99% 的增透膜。 0091 所述的泵浦。
38、源 6 是输出波长为 808nm 的 InGaAs 的半导体激光二极管。 0092 所述的输入镜 3 是曲率为 500mm 的凹面镜， 输出镜 5 是平面镜。 0093 所述的固体激光介质 8 是 Nd:YAG 晶体， 钕的掺杂浓度为 0.5at.， Nd:YAG 晶体为 长方体， 长度为 6mm。 0094 所述的声光调 Q 开关 10 的调制频率范围为 100Hz-100KHz。 0095 所述的拉曼晶体 2 是 Ca2TiGe2O8晶体， 尺寸为 5525mm3， 通光面为 55mm2， 其 双面抛光未镀膜。 0096 加大泵浦功率， 可实现 1.5m 受激拉曼散射激光输出。 0097 。
39、Ca2TiGe2O8晶体采用提拉法制备， 初始原料为 CaCO3,TiO2和 GeO2， 其余步骤同实施 例 1 中 Ba2TiSi2O8晶体制备方法。 0098 实施例 7 ： Ba2VGe2O8晶体的腔内式脉冲拉曼倍频激光器 0099 结构如图 7 所示， 该激光器由泵浦源 6、 光学耦合系统 7、 输入镜 3、 固体激光介质 8、 声光调 Q 开关 10， 拉曼晶体 2， 倍频晶体 9 和输出镜 5 沿光路顺序排列。输入镜 3 和输出 镜5的镀膜情况分别与实施例4中输入镜3和输出镜5的镀膜情况相同。 拉曼晶体2尺寸、 固体激光介质 8 和倍频晶体 9 与实施例 5 中对应相同， 所选拉曼。
40、晶体为 Ba2VGe2O8晶体。 0100 所述的泵浦源 6 是输出波长为 808nm 的 InGaAs 的半导体激光二极管。 0101 所述的输入镜 3 是曲率为 200mm 的凹面镜， 输出镜 8 是平面镜。 0102 所述的声光调 Q 开关 9 的调制频率范围为 100Hz-100KHz。 0103 加大泵浦功率， 可实现 587nm 受激拉曼散射激光输出。 0104 Ba2VSi2O8晶体的制备与实施例5中Ba2VSi2O8晶体制备步骤相同， 所不同的是初始 原料为 SrCO3,VO2和 GeO2。 说 明 书 CN 102946048 A 9 1/4 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102946048 A 10 2/4 页 11 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102946048 A 11 3/4 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102946048 A 12 4/4 页 13 图 9 说 明 书 附 图 CN 102946048 A 13 。