一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法 |
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| 申请号 | CN201710841201.8 | 申请日 | 2017-09-18 | 公开(公告)号 | CN107528211A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 南昌航空大学; | 发明人 | 史久林; 杨祖豪; 曹晨鹏; 张余宝; 何兴道; 陈忠平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种利用无机盐 水 溶液中的受激 拉曼散射 获得多 波长 激光的方法，该方法所用到的系统包括Nd:YAG 激光器 ，作为 泵 浦 光源 产生竖直偏振的532nm脉冲激光；1/2波长偏振片，用于把竖直偏振的532nm激光的偏振方向旋转90度后变为水平偏振；分光镜，用于通过水平偏振的激发光；光功率计，用于测量激光功率的大小；凸透镜，用于把激发光的焦点会聚到比色皿的盐溶液中；比色皿，用于装载盐溶液；激光 光谱 仪，用于接收受激拉曼散射光，从而获得受激拉曼光谱。本发明扩展了盐类化合物溶液对激光 频率 变化的范围，能够有效地产生各种波段的激光且波长的转化效率可以通过盐溶液的 温度 、浓度来控制，温度越高波长转化效率高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法，其特征在于，该方法的光路系统中包括Nd:YAG激光器、1/2波长偏振片、分光镜、凸透镜、比色皿和激光光谱仪，其中： |
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| 说明书全文 | 一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法 技术领域[0001] 本发明涉及一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法，具体涉及一种基于受激拉曼效应和无机盐水溶液材料来转化波长的方法。 背景技术[0002] 自从E.J.Woodbury和W.K.Ng首次发现受激拉曼散射效应以来，研究人员已经对固体，液体和气体等拉曼介质进行了大量的SRS实验研究。Lempert等人使用Nd: YAG激光(532nm，带宽1 cm-1)最早对氧气中的SRS进行了研究。他们在单通道拉曼池中仅仅获得了不到7%的能量转换率，而当泵浦光在窄带模式下Stokes转换就会消失，这主要是SBS抽运了大部分能量从而阻止了SRS达到阈值。为了提高氧气中的拉曼转换率，他们又利用宽带荧光种子注入式方法使一级Stokes能量转换率最高可达到21%左右。近年来，美国蒙大拿州立大学物理系的J.K.Brasseu和K.S.Repasky研究小组使用不同激光和不同气体介质进行研究并取得一系列的成果。获得最高量子转换率可达到74%，2004年他们报道了最大Stokes输出功率可达160mW。 [0003] 利用盐溶液的受激拉曼散射主要可以获得600-700nm的红光，它可以产生重要的生物效应及治疗效果。在医学方面拥有红光治疗法，红光治疗是将大部分红光滤过去，主要是红光波段，其生物作用主要是光化学作用。而不是热作用。红光治疗可以促进伤口和溃疡的愈合，促进毛发的生长，促进骨折愈合，加速受损神经的再生，同时也增加白血球的吞噬作用，因而在临床上用它可以治疗多种疾病。对红光区最大吸收是线粒体，在红光照射以后，可以使线粒体的过氧化氢酶活性增加。这样可以增加细胞的新陈代谢，使糖元含量增加，蛋白合成增加和三磷酸腺苷分解增加，因而它可以促进细胞合成，可以促进伤口和溃疡的愈合，促进毛发的生长，促进骨折愈合，加速受损神经的再生，同时也增加白血球的吞噬作用，因而在临床上用它可以治疗多种疾病。 [0004] 利用盐的水溶液来获得多波长的方法不仅能获得大多数的红光还能获取其他波段的光波，它是一种低成本有效的多波长转化方法。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法，能有效低成本地把532nm激光转化为600-700nm的红光甚至其他波段的光。 [0006] 本发明一种利用无机盐水溶液中的受激拉曼散射获得多波长激光的方法，按照以下步骤进行：本发明提供一种利用盐的水溶液来获得多波长激光输出的方法，该方法的系统中包括Nd:YAG激光器、1/2波长偏振片、分光镜、凸透镜、比色皿和激光光谱仪，其中： Nd:YAG激光器，作为泵浦光源产生竖直偏振的532nm脉冲激光； 1/2波长偏振片，用于把竖直偏振的532nm激光的偏振方向旋转90度后变为水平偏振； 分光镜，用于通过水平偏振的激发光； 光功率计，用于测量激光功率的大小； 凸透镜，用于把激发光的焦点会聚到比色皿的盐溶液中； 比色皿，用于装载盐溶液； 激光光谱仪，用于接收受激拉曼散射光。 [0007] 根据上述的光学设备搭建光路系统如图1所示。 [0008] 利用Nd:YAG激光器产生竖直偏振的532nm泵浦光通过1/2波长偏振片；1/2波长偏振片把绝大多数竖直偏振的激光变化为水平偏振的激光输入到分光镜； 分光镜通过水平偏振的激光，反射其余竖直偏振的激光到光功率计PM1； 光功率计PM1测出反射光功率，利用分光镜分光比计算得出激发拉曼散射的光功率； 利用凸透镜把通过分光镜的透射光会聚到比色皿的盐溶液中； 盐溶液产生的受激拉曼散射光，用功率计PM2测出其功率以得出受激拉曼散射波长转化效率； 同时通过光钎把受激拉曼光接收到激光光谱仪得出拉曼散射光的波长； 所述的光路系统中除比色皿需要换取盐溶液而移动外，其他的各器件位置和距离需固定不变。 [0010] 所述的多波长的散射光是由于受激材料中阴离子产生，则可以使用不同的受激散射材料来获得不同波长的激光，其强度可以通过增强泵浦光源的功率和提高受激材料的温度、浓度而增强。 [0011] 本发明的优点是：扩展了盐类化合物溶液对激光频率变化的范围，能够有效地产生各种波段的激光且波长的转化效率可以通过盐溶液的温度、浓度来控制，温度越高波长转化效率高，该系统光路简单有效且使用的材料成本低易获得。附图说明 [0012] 图1：受激拉曼散射的光路构造图。 [0013] 图中标号：1、Nd:YAG激光器；2、1/2波长偏振片；3、分光镜；4、光功率计PM1；5、凸透镜；6、比色皿；7、光功率计PM2；8、光纤；9、激光光谱仪。 [0014] 图2：硝酸钠溶液的受激拉曼散射光谱图。 [0015] 图中标号：10、波长为563nm的拉曼光；11、波长为599nm的拉曼光。 [0016] 图3：硫酸铵溶液的受激拉曼散射光谱图。 [0017] 图中标号：12、波长为560nm的拉曼光。 具体实施方式[0018] 本发明一种基于受激拉曼散射利用盐的水溶液来转化得到多波长的方法，按照以下步骤进行：如图1所示搭建光路用Nd:YAG激光器做为泵浦光源产生竖直偏振的532nm脉冲激光，通过1/2波长偏振片把绝大多数竖直偏振的激光变化为水平偏振的激光输入到分光镜，分光镜通过水平偏振的激光，反射其余竖直偏振的激光到光功率计PM1测出反射光功率，利用分光镜分光比计算得出激发拉曼散射的光功率，然后用凸透镜把通过分光镜的透射光会聚到比色皿的盐溶液中，盐溶液产生的受激拉曼散射光，用功率计PM2测出其功率以得出受激拉曼散射波长转化效率，同时通过光钎把受激拉曼光接收到激光光谱仪得出拉曼散射光的波长。 [0019] 在比色皿中填充硝酸钠溶液，通过系统主要获得了波长为563nm、599nm的光波，如图2所示。 [0020] 在比色皿中填充硫酸铵溶液，通过系统主要获得了频移为560nm的光波，如图3所示。 |
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