TWI763995B - 高功率多波長可見光之拉曼雷射 - Google Patents

高功率多波長可見光之拉曼雷射

Info

Publication number
TWI763995B
TWI763995B TW108116967A TW108116967A TWI763995B TW I763995 B TWI763995 B TW I763995B TW 108116967 A TW108116967 A TW 108116967A TW 108116967 A TW108116967 A TW 108116967A TW I763995 B TWI763995 B TW I763995B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wavelength
laser light
crystal
optical element
infrared
Prior art date
Application number
TW108116967A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202044702A (zh
Inventor
陳永富
梁興弛
鄒家翰
潘彥穎
劉宥承
鄭浩平
辜德芸
Original Assignee
承賢科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 承賢科技股份有限公司 filed Critical 承賢科技股份有限公司
Priority to TW108116967A priority Critical patent/TWI763995B/zh
Priority to JP2020008705A priority patent/JP7097919B2/ja
Priority to US16/777,971 priority patent/US11316317B2/en
Publication of TW202044702A publication Critical patent/TW202044702A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI763995B publication Critical patent/TWI763995B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094096—Multi-wavelength pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08086—Multiple-wavelength emission
    • H01S3/0809—Two-wavelenghth emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/1086—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using scattering effects, e.g. Raman or Brillouin effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1671—Solid materials characterised by a crystal matrix vanadate, niobate, tantalate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H01S3/0612—Non-homogeneous structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0619—Coatings, e.g. AR, HR, passivation layer
    • H01S3/0621—Coatings on the end-faces, e.g. input/output surfaces of the laser light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/1083—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using parametric generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1671—Solid materials characterised by a crystal matrix vanadate, niobate, tantalate
    • H01S3/1673—YVO4 [YVO]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一種多波長雷射裝置，具有一直線型腔體，該直線型腔體具一第一方向和相反於該第一方向的一第二方向，該直線型腔體沿該第一方向配置有：一第一光學元件、一增益與拉曼介質、一和頻晶體、一第一倍頻晶體、和一第二光學元件。該一第一光學元件讓一泵浦光通過並且沿該第一方向入射；該增益與拉曼介質接收該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；該和頻晶體接收該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；該第一倍頻晶體接收該第一紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光；該第二光學元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向投射。

Description

高功率多波長可見光之拉曼雷射
本發明係關於一種拉曼雷射裝置，特別是一種用以產生具有高功率多波長可見光之拉曼雷射。
具有可見光波長(約390-700奈米)的雷射光具有高度的實用價值，目前也陸續出現在工業加工乃至於醫療科技的應用方面。一種習知用以產生可見光波長雷射光的雷射裝置10如第1圖所示，由圖中最左方的二極體雷射源1提供波長為808奈米的泵浦光Lpump通過第一透鏡3而進入由第一透鏡3和第二透鏡5所形成的直線型腔體，該腔體中依序配置有增益介質7和倍頻晶體9。增益介質7內的物質吸收入射的泵浦光Lpump而經由能階轉換釋出波長為1064奈米左右的紅外基礎雷射光Lbase。由於第一透鏡3和第二透鏡5對紅外基礎雷射光Lbase都具有高度的反射性，所以被來回的反射於第一透鏡3和第二透鏡5所形成的直線型腔體中。例如，當向右方入射至第二透鏡5的表面時，被第二透鏡5反射而成為朝向相反方向的紅外基礎雷射光L’base，持續穿透倍頻晶體9和增益介質7而向右方入射到第一透鏡3的表面，進而再被第一透鏡3反射而成為朝向右方紅外基礎雷射光L”base。受到泵浦光Lpump所持續提供的光能，增益介質7可以不斷的產生紅外基礎雷射光Lbase而持續往返於該直線型腔體中。
倍頻晶體9接收到波長為1064奈米左右的紅外基礎雷射光 Lbase後，可以透過倍頻而形成波長為532奈米的可見雷射光L1，同樣的可往返於該直線型腔體中。然而第二透鏡5對波長為532奈米的可見雷射光L1具有教佳的穿透性，可以讓部份的可見雷射光L1通過而出射。532奈米的波長落在常用的可見光區域，所以具有高度的應用價值。
然而，上述的元件配置常導致功率不足的問題。由於經倍頻後的可見雷射光L’1也會朝向左方入射進到增益介質7內，致使增益介質7內的部分物質吸收入射的可見雷射光L’1而無法繼續吸收入射的泵浦光Lpump進而釋出紅外基礎雷射光Lbase。也就是說，朝向左方入射的倍頻後的可見雷射光L’1造成增益介質7的功能衰耗，最終導致雷射裝置10功率不足，難以達到瓦級的輸出。為了讓輸出功率提升，如第1圖所示的雷射裝置10在使用時需要不斷的提升入射泵浦光Lpump的功率，這樣的裝置功效不佳，造成嚴重的能量損耗。
另外也有人嘗試以更改腔體結構的方式來避免倍頻後的雷射光L’1造成增益介質7的功能衰耗，例如將直線的腔體變更為類似折線一般的複雜形狀，但是在增加光學元件之後的光學損耗自然難以避免。
在一些應用，例如醫學手術上，往往同時需要兩種以上波長的可見光雷射以提供及時切換。傳統的方式是分別以不同的雷射裝置來提供不同波長的雷射光以供選擇，所以雷射裝置的購置與空間都明顯待克服的成本問題。
因此，如何能夠避免上述裝置的缺點，是需要解決的技術問題。
本發明提出一種具有直線型腔體的高功率多波長可見光之拉曼雷射，可以有效克服先前技藝的不足，同時可以提供兩種以上的可見光雷射，大幅減少功率損耗和成本的問題。
依據本發明一實施例，提出一種多波長雷射裝置，具有一直線型腔體，該直線型腔體具一第一方向和相反於該第一方向的一第二方向，該直線型腔體沿該第一方向配置有：一第一光學元件、一增益與拉曼介質、一和頻晶體、一第一倍頻晶體、和一第二光學元件。該一第一光學元件讓一泵浦光通過並且沿該第一方向入射；該增益與拉曼介質接收該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；該和頻晶體接收該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；該第一倍頻晶體接收該第一紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光；該第二光學元件，讓該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向投射，其中：該第一光學元件在該第二方向上具有包括該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長和該第四波長間之一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；且該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以及對該第一波段具一第四高反射性。
依據本發明另一實施例，提出一種用於產生高功率可見雷射光之直線型腔體，該直線型腔體沿一第一方向包含：一第一光學元件、一增益與拉曼介質、一第一LBO晶體、一第二光學元件。該第一光學元件讓 一泵浦光通過並且沿該第一方向入射；該增益與拉曼介質接收該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；該第一LBO晶體接收該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；該第二光學元件讓該第一可見雷射光沿該第一方向出射，其中：該第一光學元件於和該第一方向相反的一第二方向上對包含該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長的一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；且該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以及對該第一波段具一第四高反射性。
依據本發明另一實施例，提出一種用於產生一多波長可見雷射光的方法，其中該多波長可見雷射光包含具有一第一波長的一第一可見雷射光和具有一第二波長的一第二可見雷射光，該方法包含下列步驟：(a)提供一第一光學元件，該第一光學元件讓一泵浦光通過並且沿一第一方向入射；(b)提供一第二光學元件，並在該第一光學元件和該第二光學元件之間沿該第一方向依序配置一增益與拉曼介質、一第一LBO晶體、及一第二LBO晶體；(c)藉由該增益與拉曼介質，利用該泵浦光產生具有一第三波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第四波長的一第二紅外基礎雷射光；(d)藉由一第一LBO晶體產生該第一可見雷射光；(e)藉由一第二LBO晶體產生該第二可見雷射光；(f)利用該第二光學元件讓該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向出射，並使該第一紅外基礎雷射光和該第二紅外基礎雷射光沿相反於該第一方向的一第二方向被反射；(g)藉由該第一光學 元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光以及該第一和該第二紅外基礎雷射光被反射；以及(h)藉由該增益與拉曼介質在該第二方向上的一表面使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光被反射，並且使該第一和該第二紅外基礎雷射光容易穿透。
本發明所提出的高功率多波長可見光之拉曼雷射，適合應用於醫療手術或是工業生產中，具有產業利用性。
1‧‧‧二極體雷射源
3‧‧‧第一透鏡
5‧‧‧第二透鏡
7‧‧‧增益介質
9‧‧‧倍頻晶體
10‧‧‧雷射裝置
100/200/300/400‧‧‧拉曼雷射
110/210/310/410‧‧‧腔體
120‧‧‧增益與拉曼介質
121/131/151‧‧‧光學膜
123/133‧‧‧透鏡
125‧‧‧無光學膜的增益與拉曼介質
127‧‧‧拉曼介質
129‧‧‧增益介質
130‧‧‧第一光學元件
140‧‧‧和頻晶體
150‧‧‧第二光學元件
160‧‧‧第一倍頻晶體
180‧‧‧第二倍頻晶體
L1/L1’/L2/L3‧‧‧可見雷射光
Lbase/L’base/L”base/Lbase1/Lbase2‧‧‧紅外基礎雷射光
Lpump‧‧‧泵浦光
本案得藉由下列圖式之詳細說明，俾得更深入之瞭解：第1圖係習知用以產生可見光波長雷射光的一種雷射裝置的示意圖；第2A圖係本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射一實施例的示意圖；第2B-2E圖係本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射另一些實施例的示意圖；第3圖是本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射另一實施例的示意圖；第4圖是本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射另一實施例的示意圖；第5圖本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射又一實施例的示意圖；第6圖顯示依據本發明一實施例所製作的雷射裝置隨不同操作溫度在輸出功率方面的示意圖；第7圖顯示依據本發明一實施例所製作的雷射裝置在輸入與輸出功率方面的示意圖。
本發明將可由下列實施例說明而得到充分瞭解，使熟習本技藝之人士可以據以完成之，然本發明之實施並非可由下列實施例而被限制 其實施型態。
請參閱第2A圖，其顯示依據本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射的一實施例。本發明利用拉曼效應所產生的另一波長的紅外基礎雷射光往返於直線型腔體中以觸發不同波長的可見雷射光。在第2A-2D和3-5圖的實施例中，是透過增益介質的自激拉曼現象而在共振腔體中同時產生兩種不同波長的紅外基礎雷射光，而在第2E圖的實施例中，則分別是透過增益介質和拉曼介質產生兩種不同波長的紅外基礎雷射光。本領域技藝人士可以視需要自行選擇適用的元件配置，都不超出本發明的範圍。
如第2A圖所示，本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射100包含具第一方向和相反於該第一方向的第二方向之直線型腔體110，沿該第一方向配置有：第一光學元件130、增益與拉曼介質120、和頻晶體140、第一倍頻晶體160、和第二光學元件150。
依據一實施例，第一光學元件130可以是將一層光學膜131配置於一透鏡133的組合，在該第一方向對來自二極體雷射源1沿該第一方向入射的泵浦光Lpump(波長為808奈米)具有高穿透性(反射率低到小於0.2%)，適合用以讓一泵浦光Lpump通過並且沿該第一方向入射。增益與拉曼介質120接收來自第一光學元件130的泵浦光Lpump，並產生具有一第一波長的第一紅外基礎雷射光Lbase1和具有一第二波長的第二紅外基礎雷射光Lbase2。例如，二極體雷射源提供入射的泵浦光Lpump波長為808奈米，增益與拉曼介質120包含摻雜釹的釩酸鹽(例如摻雜釹的釩酸釔Nd：YVO4)，除了可以透過摻雜物質吸收泵浦光Lpump能量而轉換為波長約為1064奈米的第一紅外基礎雷射光Lbase1之外，當直線型腔體110的第一光學元件130和第二光學 元件150對第一紅外基礎雷射光Lbase1的反射率達到99.8%以上，也就是第一紅外基礎雷射光Lbase1可以被有效的鎖在直線型腔體110形成駐波時，增益與拉曼介質120還可以依靠自激拉曼散射(Self-Stimulated Raman Scattering)來產生具有波長約為1176的第二紅外基礎雷射光Lbase2。這兩道存在於直線型腔體110之內的基礎雷射光將可以運用作為形成不同可見光波長的雷射光的工具。從另一角度來看，第一紅外基礎雷射光Lbase1和第二紅外基礎雷射光Lbase2在直線型腔體110之中來回的反射，第一光學元件130和第二光學元件150之間的距離使得這兩束基礎雷射光形成駐波而維持一定的功率。
如第2A圖所示，和頻晶體140可以是一種三硼酸鋰(LBO)晶體以特別的切割角度來形成，接收來自增益與拉曼介質120的第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2，並產生具有一第三波長的第一可見雷射光L1。以前段所述的實施例為例，當第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2的波長分別為1064和1176奈米時，經和頻晶體140和頻之後產生的第一可見雷射光L1所具有的波長約為559奈米。
第一倍頻晶體160是以不同於和頻晶體140的特別切割角度來形成的三硼酸鋰(LBO)晶體，接收通過和頻晶體140的第一紅外基礎雷射光Lbase1，並產生具有一第四波長的第二可見雷射光L2。承上例，第一紅外基礎雷射光Lbase1波長約為1064奈米時，經第一倍頻晶體160倍頻之後產生的第二可見雷射光L2所具有的波長約為532奈米。依據本發明一實施例，第二光學元件150是一透鏡，在面向第一方向的表面具有一層光學膜，不但對第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2的波長範圍(例如1060-1180奈米)時的反射率達到99.8%的高反射率，同時對第一和第二可見雷射光L1/L2所在的 波長範圍(例如530-590奈米)時的反射率低到小於0.3%，或者說是高穿透性，以使第一和第二可見雷射光L1/L2沿該第一方向投可見去。波長532和559奈米的雷射光同屬於可見光範圍的不同色光，在醫療的應用(例如視網膜光凝手術)具有重要的價值。本發明的高供率雷射腔體110可以同時提供兩種以上的可見雷射光，是一項重要的突破。
依據第2A圖所示的實施例，本發明為了避免第一和第二可見雷射光L1/L2從該第二方向進入增益與拉曼介質120，所以在增益與拉曼介質120朝向該第二方向的表面上配置一層光學膜121，使得增益與拉曼介質120在該第二方向上對涵蓋第一和第二可見雷射光L1/L2波長的波段(例如530-590奈米)具高反射性(例如95%或以上的反射率)；同時，使得增益與拉曼介質120在該第二方向上對涵蓋第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2的波長的波段(例如1060-1180奈米)具高穿透性(例如0.3%或更低的反射率)。如此一來，第一紅外基礎雷射光Lbase1可以持續通過增益與拉曼介質120而引發自激拉曼散射來產生具有波長約為1176的第二紅外基礎雷射光Lbase2，而第一和第二可見雷射光L1/L2會被反射而朝該第一方向傳送。按照本發明的配置方式，增益與拉曼介質120不會受到第一和第二可見雷射光L1/L2的干擾，所以腔體110的功率可以維持在較佳的狀態。
第2B-2E圖顯示與第2A圖類似，依據本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射的一些不同的實施例。拉曼雷射10包含具第一方向和相反於該第一方向的第二方向之直線型腔體110，沿該第一方向配置有：第一光學元件130、增益與拉曼介質120、和頻晶體140、第一倍頻晶體160、和第二光學元件150。不同之處在於第一光學元件130和增益與拉曼介質120是以 的各種略為變化的元件配置方式來實現。
在第2B圖所顯示的實施例中，第一光學元件130是以光學膜的形式配置於增益與拉曼介質120面對該第一方向的表面，因此，可以免去第2A圖中的透鏡133。簡化元件數量的結果，可以使得直線型腔體110內的光路損耗更為減少。
在第2C圖所顯示的實施例中，第一光學元件130的配置方式和第2A圖所示的第一光學元件130相同，而用來過濾從該第二方向進入增益與拉曼介質120的光線的光學膜121則是另外配置於一個位於無光學膜的增益與拉曼介質125和和頻晶體140的透鏡123之上。圖中的元件121、123和125共向的組合成為增益與拉曼介質120。這樣的元件配置，由於各個光學膜131/121/151分別配置於單獨的透鏡之上，可以視需要隨時更換光學膜，使得直線型腔體110的元件配置方式具有高度的靈活性。
在第2D圖所顯示的實施例中，第一光學元件130是以光學膜的形式配置於增益與拉曼介質120面對該第一方向的表面。
在第2E圖所顯示的實施例中，增益與拉曼介質120的功能可以由增益介質129、拉曼介質127和光學膜121共同組合而實現。增益介質129可以是一種具有釹摻雜的釔鋁石榴石(Nd：YAG)晶體，可以將波長為808奈米的泵浦光Lpump轉換為波長約為1064奈米的第一紅外基礎雷射光Lbase1；而拉曼介質127含摻雜釹的釩酸鹽(例如摻雜釹的釩酸釔Nd：YVO4)可以受到波長約為1064奈米的第一紅外基礎雷射光Lbase1的激發產生拉曼散射，產生具有波長約為1176的第二紅外基礎雷射光Lbase2。
請參閱第3圖，其顯示依據本發明高功率多波長可見光之拉 曼雷射的另一實施例。如圖所示，本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射200包含具第一方向和相反於該第一方向的第二方向之直線型腔體210，沿該第一方向配置有：第一光學元件130、增益與拉曼介質120、第二倍頻晶體180、和頻晶體140、和第二光學元件150。
第二倍頻晶體180是以不同於和頻晶體140與第一倍頻晶體160的特別切割角度來形成的三硼酸鋰(LBO)晶體，接收來自增益與拉曼介質120的第二紅外基礎雷射光Lbase2，並透過倍頻而產生具有一第五波長的第三可見雷射光L3。承上例，當第二紅外基礎雷射光Lbase2波長約為1176奈米時，第三可見雷射光L3所具有的波長約為588奈米，也落在涵蓋第一和第二可見雷射光L1/L2波長的波段(例如530-590奈米)範圍之內。和頻晶體140的性質與功能和先前實施例所述的內容相同，於此不再重複。
由於透過拉曼散射所產生的第二紅外基礎雷射光Lbase2的強度遠低於第一紅外基礎雷射光Lbase1的強度，為了讓所產生的兩種以上可見雷射光具有相近的功率以利應用上的需要，本發明的直線腔體中需要考慮兩種基礎雷射供的強度而選擇將不同的三硼酸鋰(LBO)晶體沿著該第一方向選擇適當的前後位置。在第2A-2E圖的實施例中，需要讓和頻晶體140配置於第一倍頻晶體160之前，使得相對較弱的第二紅外基礎雷射光Lbase2可以直接進入和頻晶體140而產生和頻之後的第一可見雷射光L1；通過和頻晶體140的第一紅外基礎雷射光Lbase1雖然部分被吸收，所剩餘的雷射光強度仍足以讓第一倍頻晶體160產生足夠功率的第二可見雷射光L2。相反的在第3圖的實施例中，需要讓和頻晶體140配置於第二倍頻晶體180之後，這樣可以讓相對較弱的第二紅外基礎雷射光Lbase2可以直接進入第二倍頻晶體180。
請參閱第4圖，本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射300另一實施例的示意圖。依據相同的概念，本領域技藝人士可以了解，如果需要的是具有第四波長的第二可見雷射光L2和具有第五波長的第三可見雷射光L3，也可以選擇沿著該第一方向在直線型腔體中將第二倍頻晶體180配置於第一倍頻晶體160之前。
請參閱第5圖，本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射300另一實施例的示意圖。如圖所示，本發明高功率多波長可見光之拉曼雷射300包含具第一方向和相反於該第一方向的第二方向之直線型腔體410，沿該第一方向配置有：第一光學元件130、增益與拉曼介質120、第二倍頻晶體180、和頻晶體140、第一倍頻晶體160、和第二光學元件150。各元件的技術特徵與前開所述者相同，於此不再重複。為了同時獲得三種不同波長的可見雷射光L1/L2/L3，可以將三種調頻晶體也就是第二倍頻晶體180、和頻晶體140、第一倍頻晶體160依序配置於直線型腔體之中，在增益與拉曼介質120所產生的第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2不斷往返於第一光學元件130和第二光學元件150的狀態下，分別透過倍頻或和頻的功能來產生第一/第二/第三可見雷射光L1/L2/L3。
綜上所述，依據本發明另一觀點，提出一種用於產生一高功率雷射之直線型腔體，該直線型腔體沿第一方向包含：第一光學元件130，讓一泵浦光Lpump通過並且沿該第一方向入射；增益與拉曼介質120該第一光學元件的泵浦光Lpump，並產生具有第一波長的第一紅外基礎雷射光Lbase1和具有第二波長的第二紅外基礎雷射光Lbase2；第一LBO晶體接收第一和第二紅外基礎雷射光Lbase1/Lbase2，並產生具有第三波長的第一可見雷射光L1；第 二光學元件150讓第一可見雷射光L1沿該第一方向出射，其中第一光學元件130於和該第一方向相反的第二方向上對包含該第一波長和該第二波長間之第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長的第二波段具第二高反射性；增益與拉曼介質120在該第二方向上對該第一波段具第一高穿透性、以及對該第二波段具第三高反射性；以及第二光學元件150在該第一方向上對該第二波段具第二高穿透性、以及對該第一波段具第四高反射性。本發明的直線型腔體可以產生高功率雷射光，上述的第一可見雷射光L1只是一個示例，是將先前所述實施例中的LBO晶體用作為和頻晶體140，所以可以獲得經和頻後的第一可見雷射光L1。使用者也可以視需要單獨配置不同的LBO晶體當作倍頻晶體，以獲得不同波長的可見雷射光；或者是同時沿直線型腔體的該第一方向，在增益與拉曼介質120和第二光學元件150之間配置多個LBO晶體，以同時獲得多個不同波長的可見雷射光。
請參閱第6圖，其顯示依據第2A圖的實施例所製作的雷射裝置隨不同操作溫度在輸出功率方面的示意圖。從圖中所示的數據可知，當室溫在攝氏14-28度的範圍內，雷射裝置所產生的兩種不同波長的可見雷射光強度都維持在瓦(Watt)級的功率，可以充份滿足產業上的需要。當操作溫度為攝氏20度左右時，波長532奈米的可見雷射光達到最高的輸出功率而波長559奈米的可見雷射光的輸出功率反而是最低；當操作溫度為攝氏16和23度左右時，兩種不同波長的可見雷射光的輸出功率幾乎都是4瓦左右。值得一提的是，第6圖所示的試驗數據是利用31.6瓦的雷射光作為泵浦光Lpump。
數據顯示，本發明所提出的雷射裝置可以在泵浦光約30瓦的輸入下，同時提供輸出功率為數瓦的多波長可見雷射光以供應用。由於不 同溫度下不同LBO晶體所產生的可見雷射功率有不同的變化，依據本發明一實施方式，可以藉由控制操作溫度來調整第一可見雷射光和第二可見雷射光的輸出功率。例如當需要兩者的功率相近時，將操作溫度控制於攝氏16或23度附近；如果需要讓波長為532奈米的雷射光功率高於波長為559奈米的雷射光功率，則可以將操作溫度控制於攝氏16到23度之間，較佳為攝氏20度附近。
請參閱第7圖，其顯示依據第2A圖的實施例所製作的雷射裝置在室溫為攝式23度時，輸入與輸出功率方面的示意圖。當入射泵浦光的功率超過10瓦時，總輸出功率已經來到瓦級的水準；當入射泵浦光的功率接近32瓦時，波長532奈米的可見雷射光和波長559奈米的可見雷射光的輸出功率都達到4瓦，而總輸出功率達到8瓦。
透過上述的實施方式，本發明所提出的高功率多波長可見光之拉曼雷射，能夠利用相同配置下的直線形共振腔體，視需要安排不同的配置而獲得不同波長的高功率可見雷射光，可以說是技術的一大創新。
實施例
1.一種多波長雷射裝置，具有一直線型腔體，該直線型腔體具一第一方向和相反於該第一方向的一第二方向，該直線型腔體沿該第一方向配置有：一第一光學元件，接收沿該第一方向入射的一泵浦光；一增益與拉曼介質，接收來自該第一光學元件的該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；一和頻晶體，接收來自該增益與拉曼介質的該第一和該第二紅外基礎 雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；一第一倍頻晶體，接收通過該和頻晶體的該第一紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光；以及一第二光學元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向投射，其中：該第一光學元件在該第二方向上具有包括該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長和該第四波長間之一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；以及該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以及對該第一波段具一第四高反射性。
2.如實施例1所述的裝置，其中該增益與拉曼介質包含摻雜釹的釩酸鹽，且該第二紅外基礎雷射係依靠一自激拉曼散射(Self-Stimulated Raman Scattering)來產生。
3.如實施例1或2所述的裝置，其中該和頻晶體和該第一倍頻晶體係由三硼酸鋰(LBO)晶體以不同的切割角度來形成。
4.如實施例1所述的裝置，其中該直線型腔體還包含一第二倍頻晶體，配置於該增益與拉曼介質和該和頻晶體之間，該第二倍頻晶體接收該第二紅外基礎雷射，並產生具有一第五波長的一第三可見雷射光，且該第二波段包含該第五波長。
5.一種用於產生高功率可見雷射光之直線型腔體，該直線型腔體沿一第一 方向包含：一第一光學元件，接收沿該第一方向入射的一泵浦光；一增益與拉曼介質，接收來自該第一光學元件的該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；一第一三硼酸鋰(LBO)晶體，接收來自該增益與拉曼介質的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；一第二光學元件，使該第一可見雷射光沿該第一方向出射，其中：該第一光學元件於和該第一方向相反的一第二方向上對包含該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長的一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；以及該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以及對該第一波段具一第四高反射性。
6.如實施例5所述的直線型腔體，其中該增益與拉曼介質包含摻雜釹的釩酸鹽，該第二紅外基礎雷射光係依靠一自激拉曼散射來產生，且該直線型腔體還包含：一第二LBO晶體，配置於該第一LBO晶體和該第二光學元件之間，接收通過該第一LBO晶體的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光，其中該第二波段包含該第四波長。
7.如實施例6所述的直線型腔體，其中： 當該第一波長為該第三波長的兩倍時，該第一LBO晶體為一和頻晶體且該第二LBO晶體為一倍頻晶體；以及當該第二波長為該第三波長的兩倍時，該第一LBO晶體為一倍頻晶體且該第二LBO晶體為一和頻晶體。
8.如實施例5所述的直線型腔體，還包含一第三LBO晶體，配置於該增益與拉曼介質和該第一LBO晶體之間，該第三LBO晶體接收通過該第一和該第二LBO晶體的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第五波長的一第三可見雷射光，其中該第二波段包含該第五波長。
9.一種用於產生一多波長可見雷射光的方法，其中該多波長可見雷射光包含具有一第一波長的一第一可見雷射光和具有一第二波長的一第二可見雷射光，該方法包含下列步驟：提供一第一光學元件，該第一光學元件讓一泵浦光通過並且沿一第一方向入射；提供一第二光學元件，並在該第一光學元件和該第二光學元件之間沿該第一方向依序配置一增益與拉曼介質、一第一LBO晶體、及一第二LBO晶體；藉由該增益與拉曼介質，利用該泵浦光產生具有一第三波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第四波長的一第二紅外基礎雷射光；藉由一第一LBO晶體產生該第一可見雷射光；藉由一第二LBO晶體產生該第二可見雷射光；利用該第二光學元件讓該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向出射，並使該第一紅外基礎雷射光和該第二紅外基礎雷射光沿相 反於該第一方向的一第二方向被反射；藉由該第一光學元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光以及該第一和該第二紅外基礎雷射光被反射；以及藉由該增益與拉曼介質在該第二方向上的一表面使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光被反射，並且使該第一和該第二紅外基礎雷射光容易穿透。
10.如實施例9所述的方法，其中：該第二紅外基礎雷射光係依靠一自激拉曼散射來產生；該第一和該第二LBO晶體至少其中之一是一倍頻晶體；以及該方法還包含下列步驟：藉由控制一操作溫度來調整該第一可見雷射光和該第二可見雷射光的一功率，其中該操作溫度介於攝氏14-28度之間。。
本案雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內所作之變動與修飾，皆應屬本案之涵蓋範圍。
100‧‧‧拉曼雷射
110‧‧‧腔體
120‧‧‧增益與拉曼介質
121/131/151‧‧‧光學膜
130‧‧‧第一光學元件
133‧‧‧透鏡
140‧‧‧和頻晶體
150‧‧‧第二光學元件
160‧‧‧第一倍頻晶體
L1/L2‧‧‧可見雷射光
Lbase1/Lbase2‧‧‧紅外基礎雷射光
Lpump‧‧‧泵浦光

Claims (10)

  1. 一種多波長雷射裝置，具有一直線型腔體，該直線型腔體具一第一方向和相反於該第一方向的一第二方向，該直線型腔體沿該第一方向配置有：一第一光學元件，接收沿該第一方向入射的一泵浦光；一增益與拉曼介質，接收來自該第一光學元件的該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；一和頻晶體，接收來自該增益與拉曼介質的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；一第一倍頻晶體，接收通過該和頻晶體的該第一紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光；以及一第二光學元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向投射，其中：該第一光學元件在該第二方向上具有包括該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長和該第四波長間之一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；以及該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以及對該第一波段具一第四高反射性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該增益與拉曼介質包含摻雜釹的釩酸鹽，且該第二紅外基礎雷射係依靠一自激拉曼散射(Self-Stimulated Raman Scattering)來產生。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其中該和頻晶體和該第一倍頻晶體係由三硼酸鋰(LBO)晶體以不同的切割角度來形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該直線型腔體還包含一第二倍頻晶體，配置於該增益與拉曼介質和該和頻晶體之間，該第二倍頻晶體接收該第二紅外基礎雷射，並產生具有一第五波長的一第三可見雷射光，且該第二波段包含該第五波長。
  5. 一種用於產生高功率可見雷射光之直線型腔體，該直線型腔體沿一第一方向包含：一第一光學元件，接收沿該第一方向入射的一泵浦光；一增益與拉曼介質，接收來自該第一光學元件的該泵浦光，並產生具有一第一波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第二波長的一第二紅外基礎雷射光；一第一三硼酸鋰(LBO)晶體，接收來自該增益與拉曼介質的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第三波長的一第一可見雷射光；一第二光學元件，使該第一可見雷射光沿該第一方向出射，其中：該第一光學元件於和該第一方向相反的一第二方向上對包含該第一波長和該第二波長間之一第一波段具一第一高反射性、以及對包括該第三波長的一第二波段具一第二高反射性；該增益與拉曼介質在該第二方向上對該第一波段具一第一高穿透性、以及對該第二波段具一第三高反射性；以及該第二光學元件在該第一方向上對該第二波段具一第二高穿透性、以 及對該第一波段具一第四高反射性。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的直線型腔體，其中該增益與拉曼介質包含摻雜釹的釩酸鹽，該第二紅外基礎雷射光係依靠一自激拉曼散射來產生，且該直線型腔體還包含：一第二LBO晶體，配置於該第一LBO晶體和該第二光學元件之間，接收通過該第一LBO晶體的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第四波長的一第二可見雷射光，其中該第二波段包含該第四波長。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的直線型腔體，其中：當該第一波長為該第三波長的兩倍時，該第一LBO晶體為一和頻晶體且該第二LBO晶體為一倍頻晶體；以及當該第二波長為該第三波長的兩倍時，該第一LBO晶體為一倍頻晶體且該第二LBO晶體為一和頻晶體。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的直線型腔體，還包含一第三LBO晶體，配置於該增益與拉曼介質和該第一LBO晶體之間，該第三LBO晶體接收通過該第一和該第二LBO晶體的該第一和該第二紅外基礎雷射光，並產生具有一第五波長的一第三可見雷射光，其中該第二波段包含該第五波長。
  9. 一種用於產生一多波長可見雷射光的方法，其中該多波長可見雷射光包含具有一第一波長的一第一可見雷射光和具有一第二波長的一第二可見雷射光，該方法包含下列步驟：提供一第一光學元件，該第一光學元件讓一泵浦光通過並且沿一第一方向入射；提供一第二光學元件，並在該第一光學元件和該第二光學元件之間沿 該第一方向依序配置一增益與拉曼介質、一第一三硼酸鋰(LBO)晶體、及一第二LBO晶體；藉由該增益與拉曼介質，利用該泵浦光產生具有一第三波長的一第一紅外基礎雷射光和具有一第四波長的一第二紅外基礎雷射光；藉由一第一LBO晶體產生該第一可見雷射光；藉由一第二LBO晶體產生該第二可見雷射光；利用該第二光學元件讓該第一可見雷射光和該第二可見雷射光沿該第一方向出射，並使該第一紅外基礎雷射光和該第二紅外基礎雷射光沿相反於該第一方向的一第二方向被反射；藉由該第一光學元件，使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光以及該第一和該第二紅外基礎雷射光被反射；以及藉由該增益與拉曼介質在該第二方向上的一表面使該第一可見雷射光和該第二可見雷射光被反射，並且使該第一和該第二紅外基礎雷射光容易穿透。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中：該第二紅外基礎雷射光係依靠一自激拉曼散射來產生；該第一和該第二LBO晶體至少其中之一是一倍頻晶體；以及該方法還包含下列步驟：藉由控制一操作溫度來調整該第一可見雷射光和該第二可見雷射光的一功率，其中該操作溫度介於攝氏14-28度之間。
TW108116967A 2019-05-16 2019-05-16 高功率多波長可見光之拉曼雷射 TWI763995B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108116967A TWI763995B (zh) 2019-05-16 2019-05-16 高功率多波長可見光之拉曼雷射
JP2020008705A JP7097919B2 (ja) 2019-05-16 2020-01-22 高仕事率多波長可視レーザー光を生成するための方法
US16/777,971 US11316317B2 (en) 2019-05-16 2020-01-31 High power and multiple wavelength Raman laser of visible light

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108116967A TWI763995B (zh) 2019-05-16 2019-05-16 高功率多波長可見光之拉曼雷射

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202044702A TW202044702A (zh) 2020-12-01
TWI763995B true TWI763995B (zh) 2022-05-11

Family

ID=73222088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108116967A TWI763995B (zh) 2019-05-16 2019-05-16 高功率多波長可見光之拉曼雷射

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11316317B2 (zh)
JP (1) JP7097919B2 (zh)
TW (1) TWI763995B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810534B (zh) * 2021-03-11 2023-08-01 國立陽明交通大學 利用最小化腔內斯托克斯波之損耗實現高效率拉曼可見光雷射
TWI810621B (zh) * 2021-07-29 2023-08-01 國立陽明交通大學 利用提升腔內反射率實現高效率之拉曼可見光雷射

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054238A1 (en) * 2000-01-24 2001-07-26 Sdl, Inc. Cascaded raman resonator with sampled grating structure
US20030043451A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-06 Masao Kato Wavelength tunable light source and pulse light source
WO2011133698A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Mobius Photonics Multiple wavelength raman laser
WO2012101391A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 University Of Southampton Optical fiber lasers
US20160372884A9 (en) * 2013-12-27 2016-12-22 Ipg Photonics Corporation High Power Raman-Based Fiber Laser System and Method of Operating the Same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05211369A (ja) * 1991-12-02 1993-08-20 Fuji Photo Film Co Ltd レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JPH06164048A (ja) * 1992-11-21 1994-06-10 Ibiden Co Ltd 高調波発生装置
JPH10256638A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Ricoh Co Ltd 固体レーザ装置
JP2005057043A (ja) * 2003-08-04 2005-03-03 Topcon Corp 固体レーザ装置及び波長変換光学部材の製造方法
WO2006032105A1 (en) * 2004-09-23 2006-03-30 Lighthouse Technologies Pty Ltd A selectable multiwavelength laser for outputting visible light
WO2006032110A1 (en) * 2004-09-23 2006-03-30 Macquarie University A selectable multiwavelength laser
JP2007266537A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Showa Optronics Co Ltd 内部共振器型和周波混合レーザ
AU2007240113B2 (en) * 2006-04-13 2012-09-13 Macquarie University Continuous-wave laser
JP2009142864A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Keyence Corp レーザ加工装置、レーザ加工装置の設定方法及びレーザ加工装置の設定プログラム並びにコンピュータで読取可能な記録媒体
FR2967309B1 (fr) * 2010-11-10 2022-05-27 Oxxius Dispositif laser raman a faible bruit, systeme laser raman et procede associes.
US20150325976A1 (en) * 2012-07-05 2015-11-12 Macquarie University A laser and a method of controlling the generation of a light
US20150188281A1 (en) * 2012-11-26 2015-07-02 Mitsubishi Electric Corporation Laser device
CN105633786A (zh) * 2016-03-29 2016-06-01 中国科学院福建物质结构研究所 一种多波长全固态黄光激光器
CN110556702B (zh) * 2018-06-03 2021-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种固体蓝光激光器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054238A1 (en) * 2000-01-24 2001-07-26 Sdl, Inc. Cascaded raman resonator with sampled grating structure
US20030043451A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-06 Masao Kato Wavelength tunable light source and pulse light source
WO2011133698A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Mobius Photonics Multiple wavelength raman laser
WO2012101391A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 University Of Southampton Optical fiber lasers
US20160372884A9 (en) * 2013-12-27 2016-12-22 Ipg Photonics Corporation High Power Raman-Based Fiber Laser System and Method of Operating the Same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chen et al., "efficient high-power continuous-wave lasers at green-lime-yellow wavelengths by using a Nd:YVO4 self-Raman crystal" Optics Express,2019, vol. 27, No. 3, pp.2029-2035; *
Chen et al., "Efficient high-power dual-wavelength lime-green Nd:YVO4 lasers, Optics Letters, 2019, vol. 44, No.6, pp.1323-1326 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020188250A (ja) 2020-11-19
TW202044702A (zh) 2020-12-01
JP7097919B2 (ja) 2022-07-08
US20200366047A1 (en) 2020-11-19
US11316317B2 (en) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2657525B2 (ja) 光混合による空胴内における干渉性光放射の生成方法及び装置
US5181211A (en) Eye-safe laser system
CN103618205B (zh) 一种全固态单纵模黄光激光器
US20170104308A1 (en) Solid-state laser device based on a twisted-mode cavity and a volume grating
JP4747841B2 (ja) 波長変換レーザ装置および画像表示装置
TWI763995B (zh) 高功率多波長可見光之拉曼雷射
CN112260051B (zh) 一种1342nm红外固体激光器
CN107845948A (zh) 一种谐振腔内泵浦的碟片激光器
US8699123B2 (en) Wavelength conversion laser light source and image display apparatus
KR100863199B1 (ko) 고조파 빔 발생용 레이저 장치 및 방법
CN106410582B (zh) 一种人眼安全波段连续输出的共享腔光参量振荡器
TWM588911U (zh) 高功率多波長可見光之拉曼雷射
JP3904263B2 (ja) 周波数逓倍器を有するレーザ
CN110265863B (zh) 一种腔内反斯托克斯拉曼激光器以及受激拉曼蓝移波长最大化输出方法
CN106532422A (zh) 六波长输出的被动调Qc切割Nd:YVO4自拉曼全固态激光器
TWI721933B (zh) 高脈衝重複率拉曼雷射之優化條件
TWI700870B (zh) 高功率奈秒級鎖模固態雷射裝置及方法
CN207743555U (zh) 一种谐振腔内泵浦的碟片激光器
TWI810621B (zh) 利用提升腔內反射率實現高效率之拉曼可見光雷射
TWI810534B (zh) 利用最小化腔內斯托克斯波之損耗實現高效率拉曼可見光雷射
CN109752908A (zh) 一种多波长可见光光源、显示模组及投影显示设备
JP4862960B2 (ja) 波長変換レーザ装置および画像表示装置
CN103618206A (zh) 一种全固态单纵模黄光激光器
US20240108409A1 (en) Multi-wavelength laser device for photocoagulation surgery
CN107104355A (zh) 一种基于单块kdp晶体级联光学变频的激光器及其工作方法