本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种1.5μm人眼安全波段脉冲激光器。
背景技术：
波长1.5μm附近的激光光源处于大气和光纤传输窗口，具有对烟雾环境穿透能力强、探测器响应灵敏度较高等特性；同时该波段激光辐照人眼时大部分被晶状体所吸收，不易聚焦于视网膜造成人眼灼伤，被称为人眼安全波段。
在测距、遥感、光通信及医疗等方面具有重要的应用，体积结构紧凑、运转稳定的1.5μm波段全固态脉冲光源需求迫切。能够直接发射该波段激光的固体激光器，如掺er离子的晶体和玻璃、以及部分nd离子介质等，限于材料本身的性质，其功率和效率都不甚理想，半导体激光器也难以实现高峰值功率脉冲运转。
因此，目前市售的小型化1.5μm人眼安全波段脉冲激光光源多基于被动调q的光学参量振荡器(opo)方法实现。然而，opo过程需满足相位匹配条件，此类小型化产品应用环境往往比较复杂，且多采用传导风冷散热，难以保持恒温，因而在实际高低温环境持续工作中经常发生剧烈的波长漂移，甚至不能出光。
相位匹配条件的严苛要求使得激光器对机壳因温度和振动等因素产生的微小形变也非常敏感，稳定性难以保证。
技术实现要素：
本发明提供了一种1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，本发明通过被动调q内腔拉曼激光器的方法实现结构简单紧凑的1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，克服现有产品高低温环境工作功率波动、及波长漂移的缺点，提高激光器稳定性，详见下文描述：
一种1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，所述脉冲激光器包括：
激光全反镜镀有泵浦光和1.06μm增透、1.3μm基频激光和1.5μm斯托克斯光高反膜；激光增益介质镀泵浦光、1.06μm、1.3μm、1.5μm增透膜；拉曼增益介质镀1.06μm、1.3μm、1.5μm增透膜；可饱和吸收体镀1.06μm、1.3μm、1.5μm增透膜；激光输出镜镀1.06μm增透、1.3μm基频激光高反、1.5μm斯托克斯光部分透过膜；
1.3μm基频激光在激光全反镜和激光输出镜构成的激光谐振腔正反馈作用、以及可饱和吸收体的调制作用下形成被动调q的脉冲运转；当拉曼增益大于谐振腔的损耗后，发生受激拉曼散射，在拉曼谐振腔内形成稳定的1.5μm波段斯托克斯光振荡；1.5μm斯托克斯光脉冲经过激光输出镜输出。
当所述激光增益介质为拉曼活性晶体时，所述激光增益介质起到拉曼增益介质作用。
所述激光增益介质具体为：掺钕钒酸钇、掺钕钇铝石榴石、掺钕钨酸钾钆或钕玻璃。
所述拉曼增益介质具体为：钒酸钇晶体、钨酸钡晶体或金刚石晶体。
所述可饱和吸收体具体为：掺钒钇铝石榴石、石墨烯或黑磷。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
1、本发明通过对被动调q1.3μm基频光的内腔受激拉曼散射实现1.5μm人眼安全波段的脉冲激光输出，srs过程不受相位匹配条件的限制；
2、与现有通过opo技术实现的该波段脉冲光源相比，其高低温工作输出波长漂移小，输出功率稳定性好；
3、受激拉曼散射的光束净化(beamcleanup)特性使得输出光束质量较好；
4、可以选用具有拉曼活性的激光增益介质实现自拉曼激光器，省去拉曼增益介质，有效减小了器件插损、压缩了产品体积、降低了总体成本。
附图说明
图1为本发明提供的1.5μm人眼安全波段脉冲激光器一个实施例；
图2为本发明提供的1.5μm人眼安全波段脉冲激光器另一个实施例。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1：激光二极管泵浦源；2：传能光纤；
3：耦合透镜组；4：激光全反镜；
5：激光增益介质；6：拉曼增益介质；
7：可饱和吸收体8：激光输出镜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
受激拉曼散射(srs)是拓展激光相干辐射波长范围的重要非线性光学频率变换技术之一，以掺钕(nd)固体激光器4f3/2→4i13/2跃迁产生的1.3μm激光为基频光，经过拉曼频移900cm-1的一级受激拉曼散射可频移至1.5μm波段，获得人眼安全波段的一阶斯托克斯光输出。通过被动调q方法，可实现及其紧凑的小型化器件。
与opo相比，srs具有自动相位匹配的特性，不受相位匹配条件的限制，波长的温度漂移也很小。很多常用的高性能激光晶体，如掺钕钒酸钇(nd:yvo4)、掺钕钒酸钆(nd:gdvo4)、掺钕钨酸钾钆(nd:kgw)等，也具有良好的拉曼活性，可在同一块晶体中实现激光发射和受激拉曼散射过程，获得斯托克斯光输出，即实现自拉曼激光器，由于激光介质和非线性介质合二为一，减少一块晶体，能够有效减小器件插损、压缩产品体积、降低总体成本。
实施例1
为了解决现有基于opo的1.5μm人眼安全波段脉冲光源，在高低温环境工作时功率波动及波长漂移的缺点，实现结构简单紧凑、成本经济、稳定性好的1.5μm人眼安全波段脉冲光源，本发明实施例提供了一种1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，参见图1，详见下文描述：
该1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，包括：激光二极管泵浦源1、传能光纤2、耦合透镜组3、激光全反镜4、激光增益介质5、拉曼增益介质6、可饱和吸收体7、以及激光输出镜8，
其中，增益介质5选用nd:yag晶体，晶体规格为3×3×10mm3，掺杂浓度0.5-at.％(该浓度取值仅为一优选的取值，本发明实施例对此不做限制)，其基频激光波长为1319nm，两端镀有808nm、1064nm、1319nm、1503nm增透膜系；拉曼增益介质6选用bawo4晶体，1319nm基频光对应其926cm-1拉曼频移主峰的一阶斯托克斯光波长为1503nm，晶体规格为3×3×20mm3，两端镀有1064nm、1319nm、1503nm增透膜系；可饱和吸收体7为v:yag晶体，对1319nm基频光初始透过率95％，两端镀有1064nm、1319nm、1503nm增透膜系；激光全反镜4为平镜，镀808nm、1064nm增透，1319nm、1503nm高反膜系；激光输出镜8为凹镜，曲率半径100mm，镀1064nm增透、1319nm高反、1503nm透过率t＝5-10％膜系，谐振腔长40mm。
激光二极管泵浦源1发射激光增益介质5，即nd:yag晶体吸收带内的808nm泵浦光，经过传能光纤2输出，经耦合透镜组3聚焦后透过激光全反镜4进入激光增益介质5，即nd:yag晶体内部；在泵浦作用下nd:yag晶体形成粒子数反转，形成粒子数反转，发生自发辐射。由于可饱和吸收体7，即v:yag晶体的吸收损耗，激光无法起振。随着泵浦功率增加，nd:yag晶体的自发辐射增强，v:yag晶体被漂白。
由于各器件均镀有1064nm增透膜，增益较高的1064nm激光无法起振，而1319nm激光在激光全反镜4和激光输出镜8构成的1319nm激光谐振腔正反馈作用下形成脉冲运转；1319nm基频激光经过拉曼增益介质6，即bawo4晶体时产生拉曼增益，1319nm基频激光的强度随着泵浦功率的增加而升高，拉曼增益也随之升高，当拉曼增益大于谐振腔的腔损耗后，发生受激拉曼散射，在拉曼谐振腔内形成稳定的1503nm波段斯托克斯光振荡；1503nm斯托克斯光经过激光输出镜8输出，该结构激光器10w泵浦功率下可产生平均功率200-300mw，脉冲重复频率20-40khz的1.5μm激光输出。
其中，激光增益介质5可以为nd:yag，也可以选用nd:gdvo4、nd:yvo4等其它可产生1.3μm波段激光的掺nd增益介质，分别对应不同的基频激光和斯托克斯光波长，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
其中，拉曼增益介质6可以为bawo4晶体，也可以为bano3、kgw、金刚石等在900cm-1附近有较高拉曼增益的其他常用非线性晶体，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
实施例2
本发明实施例提供一种采用具有拉曼活性的激光增益介质实现自受激拉曼散射的方案，即激光增益介质5同时起到拉曼增益介质的作用，无需单独的拉曼增益介质，减少一块晶体的使用，可进一步压缩激光器体积，并降低成本，参见图2，详见下文描述：
其中，增益介质5选用a切割nd:yvo4晶体，晶体规格为3×3×20mm3，掺杂浓度0.3-at.％(该浓度取值仅为一优选的取值，本发明实施例对此不做限制)，其基频激光波长为1342nm，对应其890cm-1拉曼频移主峰的一阶斯托克斯光波长为1525nm，晶体两端镀有880nm、1064nm、1342nm、1525nm增透膜系；可饱和吸收体6为v:yag晶体，对1342nm基频光初始透过率95％，两端镀有1064nm、1342nm、1525nm增透膜系；激光全反镜4为平镜，镀880nm、1064nm增透，1342nm、1525nm高反膜系；激光输出镜8为凹镜，曲率半径100mm，镀1064nm增透、1342nm高反、1525nm透过率t＝5-10％膜系。
激光二极管泵浦源1发射激光增益介质5吸收带内的880nm泵浦光，经过传能光纤2输出，经耦合透镜组3聚焦后透过激光全反镜4进入激光增益介质5，即nd:yvo4晶体内部；在泵浦作用下nd:yvo4晶体形成粒子数反转，形成粒子数反转，发生自发辐射。由于可饱和吸收体7，即v:yag晶体的吸收损耗，激光无法起振。
随着泵浦功率增加，nd:yvo4晶体的自发辐射增强，v:yag晶体被漂白。由于各器件均镀有1064nm增透膜，增益较高的1064nm激光无法起振，而1342nm激光在激光全反镜4和激光输出镜8构成的1342nm激光谐振腔正反馈作用下形成脉冲运转；1342nm基频激光经过nd:yvo4晶体时产生拉曼增益，1342nm基频激光的强度随着泵浦功率的增加而升高，拉曼增益也随之升高，当拉曼增益大于谐振腔的腔损耗后，发生受激拉曼散射，在拉曼谐振腔内形成稳定的1525nm波段斯托克斯光振荡；1525nm斯托克斯光经过激光输出镜8输出，该结构激光器10w泵浦功率下可产生平均功率300-400mw，脉冲重复频率30-50khz的1.5μm激光输出。
其中，激光增益介质5可以为nd:yvo4，也可以选用nd:gdvo4、nd:kgw等其它可产生1.3μm波段激光且在900cm-1附近有较高拉曼增益的其他常用的掺nd增益介质，分别对应不同的基频激光和斯托克斯光波长，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。
综上，本发明的目的在于克服目前1.5μm人眼安全波段脉冲激光器，在高低温环境下功率和波长漂移严重的缺点，实现结构简单紧凑、成本经济、稳定性好的1.5μm人眼安全波段脉冲光源。通过采用被动调q的内腔拉曼激光器的方法，依靠受激拉曼散射的自动相位匹配特性，有效避免器件工作环境和热量积累导致的温度和波长漂移，从而获得紧凑、稳定的1.5μm人眼安全波段脉冲激光输出，srs的光束净化特性也有助于提高输出激光的光束质量。特别是在选用具有拉曼活性的激光增益介质时，能够实现自拉曼激光器，无需单独的拉曼增益介质，能够进一步压缩激光器体积、降低成本。
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。