[實用新型]一種中紅外相干光源裝置

無效

• 申請號: 200920205715.5
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN201518383U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 蘇紅;夏林中;周航;陳瓊州;張敏;阮雙琛
• 申請（專利權）人: 深圳大學;蘇紅;夏林中;周航;陳瓊州;張敏;阮雙琛
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/16;H01S3/23;H01S3/08;H01S3/06;H01S3/02;H01S3/10;H01S3/098
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型涉及光學器件技術領域，更具體地說，涉及一種波長可調諧的中紅外相干光源裝置。

背景技術

紅外光在大氣中有三個主要的傳輸窗口：1～3μm，3～5μm，8～12μm，其中3～5μm是衰減最小的紅外窗口，該波段激光對大霧、煙塵等具有較強的穿透力，因而在熱尋蹤導彈及紅外對抗上明確應用需求輸出的3～5μm波長范圍的激光器；另外，在此波段中多數重要的碳氫氣體及其他有毒氣體分子具有較強的吸收特性，因而，中紅外相干光源在微量氣體探測領域有廣泛的應用，如生化站劑的探測及煤礦中甲烷氣體探測等。所以中紅外相干光源在遠程環境污染物和痕量氣體的檢測、廢氣檢測、機載大范圍陸地和海洋污染探測、中紅外光譜、軍事上紅外追蹤搜索靶標導航以及激光醫療診治等方面都具有廣闊的實用價值。

近幾十年來，光學參量諧振腔(OPO)一直被認為是輸出寬帶光譜范圍相干光的理想光源，其性能參數幾乎完全依賴于泵浦激光器的光譜特性、光束質量以及非線性晶體的特性。隨著準相位匹配(QPM)技術的成熟，利用周期極化晶體的非線性光學頻率變換技術引起了廣泛的關注。

目前高脈沖能量的中紅外準相位匹配OPO光源，主要是通過利用大孔徑非線性光子晶體來實現高能量的輸出。然而，對連續波長3～5μm的中紅外準相位匹配OPO的研究發現，3μm處中紅外光源的輸出功率最高可達1瓦左右，但隨著波長的增加，該光源輸出的中紅外激光在晶體中的吸收損耗也增大，因而其輸出功率也逐漸降低，在5μm處其出功率最高僅達20毫瓦，而且其轉換效率低，最多只有百分之幾，不能很好的滿足實際應用需求。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的中紅外相干光源輸出功率及轉化效率較低的缺陷，提供一種高功率、寬調諧的中紅外相干光源裝置。

本發明實施例是這樣實現的，一種中紅外相干光源裝置，其特征在于，所述中紅外相干光源裝置包括：泵浦激光器、光學參量諧振腔以及位于所述光學參量諧振腔內并固定于溫控爐中的兩塊級聯多周期的周期極化晶體；由所述泵浦激光器產生的泵浦光進入內置有所述周期極化晶體的光學參量諧振腔中進行頻率轉換并振蕩放大后出射以產生中紅外相干光；所述周期極化晶體為周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體。

進一步地，所述泵浦激光器為輸出泵浦光波長為1.064μm的Nd:YAG固體激光器。

進一步地，所述光學參量諧振腔包括輸入鏡M1及輸出鏡M2，所述輸入鏡M1為輸入耦合鏡，所述輸入鏡M1的凹面鍍有1.064μm增透膜、1.4～2μm高反膜及2.5～5μm增透膜；所述輸出鏡M2為輸出耦合鏡，所述輸出鏡M2的凹面鍍有2.5～5μm增透膜、1.4～2μm高反膜及1.064μm增透膜。

進一步地，所述周期極化晶體包括兩塊級聯的周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體，其極化周期為26～31μm之間且以0.5μm為間隔分布。

進一步地，所述中紅外相干光源裝置還包括調整周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體周期位置的高精密五維調整架。

進一步地，所述溫控爐的溫度可調范圍為40～200℃。

進一步地，所述中紅外相干光源裝置還包括依次設置在所述泵浦激光器和光學參量諧振腔之間的用于調整泵浦光的偏振方向的偏振棱鏡以及對泵浦光進行束腰變換的透鏡；所述偏振棱鏡使泵浦光的偏振方向和所述周期極化晶體的z軸平行；所述透鏡使泵浦光的束腰參數與所述光學參量諧振腔的束腰參數匹配。

進一步地，所述中紅外相干光源裝置還包括緊貼于輸出鏡M2的平面輸出端的濾波片，所述濾波片上鍍有2.5～5μm增透膜及1.064μm和1.4～2μm高反膜。

本實用新型采用兩塊級聯的PPMgLN晶體實現準相位匹配光學參量振蕩器，通過調整PPMgLN晶體的溫度、周期等相關參數，在調諧波長范圍3～5μm條件下得到了高輸出功率及高轉換效率的中紅外相干光源，更好地滿足了實際應用需求。

附圖說明

圖1是本實用新型較佳實施例的中紅外相干光源裝置的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，圖1是本實用新型較佳實施例的中紅外相干光源裝置的結構示意圖。