一种基于双微盘的微型中红外激光器制造技术

本申请涉及中红外激光技术领域，提供一种基于双微盘的微型中红外激光器，包括激光源、耦合器、回音壁微盘激光器和回音壁微盘光参量振荡器；回音壁微盘激光器和回音壁微盘光参量振荡器层叠设置；耦合器包括第一透镜、下层耦合晶体、上层耦合晶体和第二透镜，下层耦合晶体和上层耦合晶体层叠设置；在实际应用过程中，通过将回音壁微盘激光器和回音壁微盘光参量振荡器设计为层叠式的双微盘结构，并利用一个耦合器实现激光的多次耦合，使得基于双微盘的微型中红外激光器在质量和体积上大幅减少，从而满足激光器对重量和体积的较高要求。从而满足激光器对重量和体积的较高要求。从而满足激光器对重量和体积的较高要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双微盘的微型中红外激光器


[0001]本申请涉及中红外激光
，尤其涉及一种基于双微盘的微型中红外激光器。

技术介绍

[0002]波长范围在3-5微米的中红外激光最适宜进行红外光谱分析，在医学、生物等多个领域有着广泛的应用；而且，中红外波段激光具有很强的大气穿透能力，因此在气象监测、空间光通信、激光测距、激光雷达、激光制导、遥感等多个方面也有着广泛的应用。
[0003]在众多产生长波红外波段光源的技术方案中，采用近红外激光器为泵浦光源，通过光参量效应实现频率下转换是获得3～5μm长波红外激光的一种方案，其技术途径包括有差频(DF)、光参量产生(OPG)、光参量振荡(OPO)和光参量放大器(OPA)。相对于DF和OPG技术，OPO和OPA技术装置简单，能够获得高重复频率、高平均功率输出。
[0004]基于上述原理，专利号为209418978U的专利，公开了一种高效中红外连续可调谐光参量振荡激光器；专利号为106981818B的专利，公开了一种片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽纳秒脉冲光参量放大器；专利号为106992426B的专利，公开了一种单端输出的腔内泵浦光参量振荡器。上述专利采用了分离的空间光学元件，如谐振腔镜、透镜、反射镜等构成激光器的主要组成部分，不可避免的造成了激光器的整体结构复杂，体积大，重量重，难以应用于对重量和体积要求较高的领域。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于双微盘的微型中红外激光器，以满足激光器对重量和体积的较高要求。
>[0006]本申请提供一种基于双微盘的微型中红外激光器，包括激光源、耦合器、回音壁微盘激光器和回音壁微盘光参量振荡器；所述回音壁微盘激光器和所述回音壁微盘光参量振荡器层叠设置；
[0007]所述耦合器包括第一透镜、下层耦合晶体、上层耦合晶体和第二透镜，所述下层耦合晶体和所述上层耦合晶体层叠设置；
[0008]所述第一透镜设置在所述激光源与所述下层耦合晶体的入射面之间，所述回音壁微盘激光器与所述下层耦合晶体的下层耦合面相切，所述回音壁微盘激光器与所述上层耦合晶体的上层耦合面相切，所述回音壁微盘光参量振荡器与所述上层耦合晶体的上层耦合面相切，所述第二透镜耦合所述上层耦合晶体的输出面；
[0009]所述激光源用于产生单频激光，单频激光经过所述第一透镜耦合准直后，由所述下层耦合晶体耦合进入所述回音壁微盘激光器，单频激光经过所述回音壁微盘激光器上能级跃后，形成泵浦光，泵浦光通过所述上层耦合晶体耦合进入所述回音壁微盘光参量振荡器，泵浦光在所述回音壁微盘光参量振荡器中共振增强后，产生近红外波段的信号光和中红外波段的闲频光，信号光和闲频光依次通过所述上层耦合晶体和第二透镜后输出。
[0010]可选的，所述上层耦合晶体还包括第一反射面和第二反射面；所述第一反射面和所述第二反射面均为弧面；
[0011]所述泵浦光依次经过所述第一反射面和所述第二反射面的反射聚焦进入所述上层耦合晶体。
[0012]可选的，还包括分别设置在所述回音壁微盘激光器两侧的第一加热片和第二加热片。
[0013]可选的，还包括分别设置在所述回音壁微盘光参量振荡器两侧的第三加热片和第四加热片。
[0014]可选的，所述下层耦合晶体和所述上层耦合晶体的光线折射率均大于所述下层耦合晶体和上层耦合晶体的光线折射率。
[0015]可选的，所述回音壁微盘激光器的材料为掺钕钒酸钇晶体，厚度为0.5mm，直径为1mm-10mm。
[0016]可选的，所述回音壁微盘光参量振荡器的材料为铁电晶体。
[0017]可选的，所述下层耦合晶体和所述上层耦合晶体的材料为金红石。
[0018]可选的，所述下层耦合面与所述上层耦合面重合；
[0019]所述回音壁微盘激光器与所述下层耦合面之间的间距为100nm；所述回音壁微盘光参量振荡器与所述上层耦合面之间的间距为100nm。
[0020]可选的，还包括金属外壳，所述金属外壳内部设置有隔热板，所述金属外壳上设置有用于填充氮气的气密口和引出电控线的线孔。
[0021]由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种基于双微盘的微型中红外激光器，包括激光源、耦合器、回音壁微盘激光器和回音壁微盘光参量振荡器；所述回音壁微盘激光器和所述回音壁微盘光参量振荡器层叠设置；所述耦合器包括第一透镜、下层耦合晶体、上层耦合晶体和第二透镜，所述下层耦合晶体和所述上层耦合晶体层叠设置；所述第一透镜设置在所述激光源与所述下层耦合晶体的入射面之间，所述回音壁微盘激光器与所述下层耦合晶体的下层耦合面相切，所述回音壁微盘激光器与所述上层耦合晶体的上层耦合面相切，所述回音壁微盘光参量振荡器与所述上层耦合晶体的上层耦合面相切，所述第二透镜耦合所述上层耦合晶体的输出面。
[0022]在实际应用过程中，所述激光源用于产生单频激光，单频激光经过所述第一透镜耦合准直后，由所述下层耦合晶体耦合进入所述回音壁微盘激光器，单频激光经过所述回音壁微盘激光器上能级跃后，形成泵浦光，泵浦光通过所述上层耦合晶体耦合进入所述回音壁微盘光参量振荡器，泵浦光在所述回音壁微盘光参量振荡器中共振增强后，产生近红外波段的信号光和中红外波段的闲频光，信号光和闲频光依次通过所述上层耦合晶体和第二透镜后输出。通过将所述回音壁微盘激光器和所述回音壁微盘光参量振荡器设计为层叠式的双微盘结构，并利用一个所述耦合器实现激光的多次耦合，使得所述基于双微盘的微型中红外激光器在质量和体积上大幅减少，从而满足激光器对重量和体积的较高要求。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的一种基于双微盘的微型中红外激光器的整体结构示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的一种基于双微盘的微型中红外激光器的双微盘结构示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的一种基于双微盘的微型中红外激光器的耦合器结构示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的回音壁微盘光参量振荡器的直线型周期图案示意图；
[0028]图5为本申请实施例提供的回音壁微盘光参量振荡器的扇型周期图案示意图；
[0029]图6为图1的俯视结构示意图；
[0030]图7为图1的侧视结构示意图；
[0031]图8为本申请实施例提供的一种基于双微盘的微型中红外激光器的外壳结构示意图。
[0032]图示说明：
[0033]其中，1-激光源，2-耦合器，21-第一透镜，22-下层耦合晶体，221-入射面，22-下层耦合面，23-上层耦合晶体，231-上层耦合面，232-输出面，233-第一反射面，234-第二反射面，24-第二透镜，3-回音壁微盘激光器，4-回音壁微盘光参量振荡器，5-第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双微盘的微型中红外激光器，其特征在于，包括激光源(1)、耦合器(2)、回音壁微盘激光器(3)和回音壁微盘光参量振荡器(4)；所述回音壁微盘激光器(3)和所述回音壁微盘光参量振荡器(4)层叠设置；所述耦合器(2)包括第一透镜(21)、下层耦合晶体(22)、上层耦合晶体(23)和第二透镜(24)，所述下层耦合晶体(22)和所述上层耦合晶体(23)层叠设置；所述第一透镜(21)设置在所述激光源(1)与所述下层耦合晶体(22)的入射面(221)之间，所述回音壁微盘激光器(3)与所述下层耦合晶体(22)的下层耦合面(222)相切，所述回音壁微盘激光器(3)与所述上层耦合晶体(23)的上层耦合面(231)相切，所述回音壁微盘光参量振荡器(4)与所述上层耦合晶体(23)的上层耦合面(231)相切，所述第二透镜(24)耦合所述上层耦合晶体(23)的输出面(232)；所述激光源(1)用于产生单频激光，单频激光经过所述第一透镜(21)耦合准直后，由所述下层耦合晶体(22)耦合进入所述回音壁微盘激光器(3)，单频激光经过所述回音壁微盘激光器(3)上能级跃后，形成泵浦光，泵浦光通过所述上层耦合晶体(23)耦合进入所述回音壁微盘光参量振荡器(4)，泵浦光在所述回音壁微盘光参量振荡器(4)中共振增强后，产生近红外波段的信号光和中红外波段的闲频光，信号光和闲频光依次通过所述上层耦合晶体(23)和第二透镜(24)后输出。2.根据权利要求1所述的基于双微盘的微型中红外激光器，其特征在于，所述上层耦合晶体(23)还包括第一反射面(233)和第二反射面(234)；所述第一反射面(233)和所述第二反射面(234)均为弧面；所述泵浦光依次经过所述第一反射面(233)和所述第二反...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志军，崔国新，张虞，许志城，
申请(专利权)人：南京南智先进光电集成技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：