一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器制造技术

一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，它属于激光技术领域，解决现有主动调Q激光器外腔抽运单块晶体光参量振荡器很难同时有效输出3μm～5μm和8μm～12μm两个波段的激光，且存在复杂性的问题。一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，它包括泵浦源、变换透镜、基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第一参量光全反镜、第一非线性晶体、第一输出镜、第二参量光全反镜、第二非线性晶体和第二输出镜。本发明专利技术用于被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器。抽运式中红外双波段激光器。抽运式中红外双波段激光器。

【技术实现步骤摘要】
一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器


[0001]本专利技术属于激光


技术介绍

[0002]中红外光谱区的3μm～5μm和8μm～12μm不但处于大气透明窗口波段，而且还是众多碳氢氧化物的本征吸收带，因此可广泛用于大气遥感与通信、远程化学遥感、光谱学等诸多领域。目前基于频率下转换技术的光参量振荡器能够实现整个中红外波段激光2μm～20μm的全覆盖，并且具备全固化、可连续调谐及高功率/高能量输出等特点，这对激光光谱拓展及发展全固态中红外激光器都具有重要意义。当前，采用主动调Q激光器外腔抽运单块晶体光参量振荡器的办法是获取中红外激光的主要途径，然而该技术主要存在以下两个问题：1一种非线性晶体难以兼具非线性系数大、透光波段宽及损伤阈值高等性能，因此采用一种晶体的光参量振荡器很难同时有效输出3μm～5μm和8μm～12μm两个波段的激光；2主动调Q激光器需要采用耗能设备实现脉冲调制且其与参量振荡腔分属两个独立器件，因此增加了整个激光系统的复杂性，同时也增加了器件研制成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是为了解决现有主动调Q激光器外腔抽运单块晶体光参量振荡器很难同时有效输出3μm～5μm和8μm～12μm两个波段的激光，且存在复杂性的问题，提供了一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器。
[0004]一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，它包括泵浦源、变换透镜、基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第一参量光全反镜、第一非线性晶体、第一输出镜、第二参量光全反镜、第二非线性晶体和第二输出镜；
[0005]3μm～5μm波段激光工作模块由基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第一参量光全反镜、第一非线性晶体及第一输出镜构成；且沿光路输出方向基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第一参量光全反镜、第一非线性晶体及第一输出镜依次排列；其中第一参量光全反镜、第一非线性晶体及第一输出镜构成3μm～5μm参量振荡器；
[0006]8μm～12μm波段激光工作模块由基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第二参量光全反镜、第二非线性晶体及第二输出镜构成；且沿光路输出方向基频光全反镜、增益介质、热补偿透镜、二色镜、可饱和吸收体、基频光半波片、偏振分光镜、第二参量光全反镜、第二非线性晶体及第二输出镜依次排列；其中第二参量光全反镜、第二非线性晶体及第二输出镜构成8μm～12μm参量振荡器；
[0007]泵浦源输出的泵浦光依次经过变换透镜及基频光全反镜，然后入射到增益介质内，增益介质吸收泵浦光后实现粒子数反转，产生P偏振基频光，P偏振基频光透过热补偿透镜入射至二色镜，然后经二色镜反射至可饱和吸收体内，经可饱和吸收体调制后变为脉冲
运转的P偏振基频光；
[0008]调整基频光半波片光轴方向使得光轴与P偏振方向成45度角，通过基频光半波片的脉冲运转的P偏振基频光变为脉冲运转的S偏振基频光，脉冲运转的S偏振基频光在3μm～5μm波段激光工作模块腔内振荡，当腔内基频光的能量密度大于3μm～5μm参量振荡器阈值时，第一非线性晶体吸收基频光并通过参量转换在3μm～5μm参量振荡器之间产生3μm～5μm波段中红外参量光；
[0009]调整基频光半波片光轴方向使得光轴与P偏振方向一致，通过基频光半波片的脉冲运转的P偏振基频光偏振态不改变，脉冲运转的P偏振基频光在8μm～12μm波段激光工作模块腔内振荡，当腔内基频光的能量密度大于8μm～12μm参量振荡器阈值时，第二非线性晶体吸收基频光并通过参量转换在8μm～12μm参量振荡器之间产8μm～12μm波段中红外参量光。
[0010]本专利技术的优点：本专利技术提出一种基于被动调Q激光内腔抽运的中红外双波段激光器，3μm～5μm和8μm～12μm激光分别独立运行在两个参量振荡器支路中，从而可以在一台激光器中实现3μm～5μm和8μm～12μm两个波段激光的自由切换及最优化输出，此外通过晶体角度调谐能够实现两个波段激光波长的可调谐输出，进而拓展单台中红外激光器的应用领域；利用掺Cr
2+
可饱和吸收体被动调制掺Ho
3+
增益介质获得高脉冲能量/高平均功率的2μm基频光，组合使用两个波段各具优势的两种非线性晶体并且充分利用内腔抽运的高能量密度，可以有效降低激光器的工作阈值并且提高参量转换效率。另外，两个波段的中红外激光源共用一个内腔式被动调Q泵浦激光器，不但可以降低中红外激光器的研发成本，而且也使得整个固体激光系统性能结构更为紧凑。
附图说明
[0011]图1为本专利技术被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0012]具体实施方式一：下面结合图1说明，本实施方式一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，它包括泵浦源1、变换透镜2、基频光全反镜3、增益介质4、热补偿透镜5、二色镜6、可饱和吸收体7、基频光半波片8、偏振分光镜9、第一参量光全反镜10、第一非线性晶体11、第一输出镜12、第二参量光全反镜13、第二非线性晶体14和第二输出镜15；
[0013]3μm～5μm波段激光工作模块由基频光全反镜3、增益介质4、热补偿透镜5、二色镜6、可饱和吸收体7、基频光半波片8、偏振分光镜9、第一参量光全反镜10、第一非线性晶体11及第一输出镜12构成；且沿光路输出方向基频光全反镜3、增益介质4、热补偿透镜5、二色镜6、可饱和吸收体7、基频光半波片8、偏振分光镜9、第一参量光全反镜10、第一非线性晶体11及第一输出镜12依次排列；其中第一参量光全反镜10、第一非线性晶体11及第一输出镜12构成3μm～5μm参量振荡器；
[0014]8μm～12μm波段激光工作模块由基频光全反镜3、增益介质4、热补偿透镜5、二色镜6、可饱和吸收体7、基频光半波片8、偏振分光镜9、第二参量光全反镜13、第二非线性晶体14及第二输出镜15构成；且沿光路输出方向基频光全反镜3、增益介质4、热补偿透镜5、二色镜6、可饱和吸收体7、基频光半波片8、偏振分光镜9、第二参量光全反镜13、第二非线性晶体14
及第二输出镜15依次排列；其中第二参量光全反镜13、第二非线性晶体14及第二输出镜15构成8μm～12μm参量振荡器；
[0015]泵浦源1输出的泵浦光依次经过变换透镜2及基频光全反镜3，然后入射到增益介质4内，增益介质4吸收泵浦光后实现粒子数反转，产生P偏振基频光，P偏振基频光透过热补偿透镜5入射至二色镜6，然后经二色镜6反射至可饱和吸收体7内，经可饱和吸收体7调制后变为脉冲运转的P偏振基频光；
[0016]调整基频光半波片8光轴方向使得光轴与P偏振方向成45度角，通过基频光半波片8的脉冲运转的P偏振基频光变为脉冲运转的S偏振基频光，脉冲运转的S偏振基频光在3μm～5μm波段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，其特征在于它包括泵浦源(1)、变换透镜(2)、基频光全反镜(3)、增益介质(4)、热补偿透镜(5)、二色镜(6)、可饱和吸收体(7)、基频光半波片(8)、偏振分光镜(9)、第一参量光全反镜(10)、第一非线性晶体(11)、第一输出镜(12)、第二参量光全反镜(13)、第二非线性晶体(14)和第二输出镜(15)；3μm～5μm波段激光工作模块由基频光全反镜(3)、增益介质(4)、热补偿透镜(5)、二色镜(6)、可饱和吸收体(7)、基频光半波片(8)、偏振分光镜(9)、第一参量光全反镜(10)、第一非线性晶体(11)及第一输出镜(12)构成；且沿光路输出方向基频光全反镜(3)、增益介质(4)、热补偿透镜(5)、二色镜(6)、可饱和吸收体(7)、基频光半波片(8)、偏振分光镜(9)、第一参量光全反镜(10)、第一非线性晶体(11)及第一输出镜(12)依次排列；其中第一参量光全反镜(10)、第一非线性晶体(11)及第一输出镜(12)构成3μm～5μm参量振荡器；8μm～12μm波段激光工作模块由基频光全反镜(3)、增益介质(4)、热补偿透镜(5)、二色镜(6)、可饱和吸收体(7)、基频光半波片(8)、偏振分光镜(9)、第二参量光全反镜(13)、第二非线性晶体(14)及第二输出镜(15)构成；且沿光路输出方向基频光全反镜(3)、增益介质(4)、热补偿透镜(5)、二色镜(6)、可饱和吸收体(7)、基频光半波片(8)、偏振分光镜(9)、第二参量光全反镜(13)、第二非线性晶体(14)及第二输出镜(15)依次排列；其中第二参量光全反镜(13)、第二非线性晶体(14)及第二输出镜(15)构成8μm～12μm参量振荡器；泵浦源(1)输出的泵浦光依次经过变换透镜(2)及基频光全反镜(3)，然后入射到增益介质(4)内，增益介质(4)吸收泵浦光后实现粒子数反转，产生P偏振基频光，P偏振基频光透过热补偿透镜(5)入射至二色镜(6)，然后经二色镜(6)反射至可饱和吸收体(7)内，经可饱和吸收体(7)调制后变为脉冲运转的P偏振基频光；调整基频光半波片(8)光轴方向使得光轴与P偏振方向成45度角，通过基频光半波片(8)的脉冲运转的P偏振基频光变为脉冲运转的S偏振基频光，脉冲运转的S偏振基频光在3μm～5μm波段激光工作模块腔内振荡，当腔内基频光的能量密度大于3μm～5μm参量振荡器阈值时，第一非线性晶体(11)吸收基频光并通过参量转换在3μm～5μm参量振荡器之间产生3μm～5μm波段中红外参量光；调整基频光半波片(8)光轴方向使得光轴与P偏振方向一致，通过基频光半波片(8)的脉冲运转的P偏振基频光偏振态不改变，脉冲运转的P偏振基频光在8μm～12μm波段激光工作模块腔内振荡，当腔内基频光的能量密度大于8μm～12μm参量振荡器阈值时，第二非线性晶体(14)吸收基频光并通过参量转换在8μm～12μm参量振荡器之间产8μm～12μm波段中红外参量光。2.根据权利要求1所述的一种被动调Q激光内腔抽运式中红外双波段激光器，其特征在于所述的泵浦源...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晋鹤，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：