[發(fā)明專利]一種基于電光效應和光纖放大器的可調(diào)諧中紅外光源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110223702.2
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102332670A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 賈富強;鄭新雙;姬彪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/0941;H01S3/115
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發(fā)明涉及一種中紅外光源，尤其是涉及一種基于電光效應和光纖放大器的可調(diào)諧中紅外光源。

背景技術

固體激光器，尤其是全固態(tài)激光器因具有結構緊湊、轉換效率高、壽命長等優(yōu)點而被廣泛應用于軍事、工業(yè)加工和科學研究等。通過近紅外波段全固態(tài)激光器作為泵浦源，通過光參量振蕩器是獲得3～5μm中紅激光光源最有效的手段之一。到目前為止，雖然中紅外激光器取得了一定的發(fā)展，但是在中紅外光源高重復頻率、高峰值功率光源獲得、泵浦源選取、中紅外波段介質薄膜寬帶設計、低吸收、高損耗控制等方面還有許多技術問題需要解決，尤其當通過光參量手段獲得中紅外激光光源時，泵浦源的體積、效率、穩(wěn)定性、光束質量等還有許多問題亟待解決：1)泵浦源的全固化、小型化、輕量化；2)泵浦源功率水平和光束質量同時保證；3)泵浦源在高重復頻率下脈寬較寬，峰值功率較低、單脈沖能量隨重復頻率變化較大；4)泵浦源體積大、結構復雜，制冷功耗大、需水冷等。([1]Y.Bonetti，andJ.Faist，Quantum?cascade?lasers?entering?the?mid-infrared.Nature?Photonics?2009，3：32-34；[2]任國光，黃裕年，用激光紅外干擾系統(tǒng)保護軍用和民航機，激光與紅外2006，36(1)：1-6)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可獲得性能優(yōu)良的中紅外激光輸出、可解決中紅外激光器的高效散熱問題、可降低整機體積、提高輸出光的光束質量和轉換效率的基于電光效應和光纖放大器的可調(diào)諧中紅外光源。

本發(fā)明設有種子光源、光纖放大器、耦合系統(tǒng)、光參量振蕩器的輸入鏡、用于頻率變換的非線性晶體和輸出耦合鏡；

所述種子光源設有半導體激光器、準直光學系統(tǒng)、聚焦光學系統(tǒng)、激光晶體、主動調(diào)Q用電光晶體、配合電光晶體一起使用的起偏器和主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡，所述半導體激光器、準直光學系統(tǒng)、聚焦光學系統(tǒng)、激光晶體、主動調(diào)Q用電光晶體、配合電光晶體一起使用的起偏器、主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡和耦合系統(tǒng)按從左往右順序依次擺放，半導體激光器、準直光學系統(tǒng)、聚焦光學系統(tǒng)、激光晶體、主動調(diào)Q用電光晶體、配合電光晶體一起使用的起偏器、主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡和耦合系統(tǒng)的中心處于同一光軸上，半導體激光器、準直光學系統(tǒng)、聚焦光學系統(tǒng)、激光晶體、主動調(diào)Q用電光晶體、配合電光晶體一起使用的起偏器、主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡和耦合系統(tǒng)之間的間距可調(diào)；所述耦合系統(tǒng)設于種子光源與光纖放大器之間；所述光纖放大器設有光纖和帶光纖耦合輸出的半導體激光器泵浦源，所述光參量振蕩器的輸入鏡、用于頻率變換的非線性晶體和輸出耦合鏡按從左往右順序依次擺放，光參量振蕩器的輸入鏡、用于頻率變換的非線性晶體和輸出耦合鏡的中心處于同一光軸上，光參量振蕩器的輸入鏡、用于頻率變換的非線性晶體和輸出耦合鏡之間的間距可調(diào)。

所述種子光源的波長可為1000～1100nm。所述種子光源的激光器諧振腔由激光晶體和主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡構成，所述激光晶體的左端面鍍制808nm泵浦光增透膜1000～1100nm范圍內(nèi)基頻光的高反射膜，激光晶體的右端面鍍制基頻光增透膜，主動調(diào)Q用電光晶體和配合電光晶體一起使用的起偏器的左右端面和主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡的右端面鍍制基頻光的增透膜，主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡左端面鍍制基頻光的部分反射膜。

主動調(diào)Q用電光晶體和配合電光晶體一起使用的起偏器構成電光Q開關，該Q開光需要通過外部電路進行驅動和控制。

所述半導體激光器、準直光學系統(tǒng)、聚焦光學系統(tǒng)、激光晶體、主動調(diào)Q用電光晶體、配合電光晶體一起使用的起偏器、主動電光調(diào)Q激光器的輸出鏡和耦合系統(tǒng)之間的間距可調(diào)的范圍可為0.5～100mm。

所述耦合系統(tǒng)中可設有一個單向器。

所述帶光纖耦合輸出的半導體激光器泵浦源可設至少3個。

所述光纖可采用摻Yb³⁺的雙包層光纖或光子晶體光纖等。

所述光參量振蕩器的輸入鏡、用于頻率變換的非線性晶體和輸出耦合鏡之間的間距可調(diào)的范圍可為0.5～100mm。