[實用新型]基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220679564.9
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN202977963U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔劍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州鐳創(chuàng)光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/081;H01S3/0941
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光機電一體化領(lǐng)域，具體涉及一種基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器。

背景技術(shù)

端面泵浦激光器因其裝置簡單、基頻激光晶體對泵浦光的吸收十分充分、輸出光束質(zhì)量好，效率高等特點而受歡迎。

位于2～5μm中紅外波段的激光在國防、醫(yī)療、通信方面有著特殊的重要應(yīng)用。?它位于大氣“透明窗口”，處于大多數(shù)軍用探測器的工作波段，?可以進行戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈尾焰紅外輻射模擬、人眼安全的激光雷達、激光定向紅外干擾等軍事用途。在民用領(lǐng)域可用于遙感化學(xué)傳感、空氣污染控制，它還可以用于新一代激光手術(shù)，使血液迅速凝結(jié)，手術(shù)創(chuàng)面小、止血性好（水分子在3μm附近有很強的吸收峰）。此外，采用2～5?μm?替代目前廣泛使用的1.55?μm?作為光纖通信工作波長也是一項極具研究價值的課題，由于材料的Rayleigh?散射與光波長的四次方成反比，采用2～5?μm?作為工作波長可以有效降低光纖損耗，增加無中繼通信的距離。因此，研發(fā)中紅外波段的激光器對于國家安全和國民經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種充分利用腔內(nèi)強基波光，得到高效率、高光束質(zhì)量的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，包括：沿激光傳輸方向依次設(shè)置的半導(dǎo)體激光泵浦模塊、光學(xué)耦合系統(tǒng)、基頻激光晶體、中紅外激光反射鏡、中紅外非線性晶體，以及將前述基頻激光晶體發(fā)射出的光形成高光束的基頻光束的激光諧振腔、對前述高光束的基頻光束進行調(diào)制的調(diào)制器件；前述光學(xué)耦合系統(tǒng)由透鏡組成；前述基頻激光晶體的“C”軸垂直放置或者水平放置；前述激光諧振腔由腔鏡組成。

前述半導(dǎo)體激光泵浦模塊輸出的泵浦光傳輸?shù)焦鈱W(xué)耦合系統(tǒng)中，經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)準(zhǔn)直聚焦后耦合于基頻激光晶體端面，基頻激光晶體吸收泵浦光能量后產(chǎn)生受激發(fā)射，發(fā)射出的光在激光諧振腔內(nèi)經(jīng)激光諧振腔鏡的選模作用形成高光束質(zhì)量的基頻光束，在調(diào)制器件的調(diào)制作用下，得到高峰值功率的調(diào)制激光；調(diào)制后的基頻激光射入中紅外非線性晶體內(nèi)進行光參量振蕩放大，得到中紅外激光輸出。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述半導(dǎo)體激光泵浦模塊的中心波長為808nm或者880nm。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述基頻激光晶體為Nd:YVO4、Nd:YLF、Nd:YAG、Nd:Glass、Yb:YAG或者Er:YAG。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述基頻激光晶體的端面鍍有對泵浦光和1064nm激光增透的增透膜。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述中紅外非線性晶體為磷鍺鋅或者PPLN人工晶體。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述中紅外非線性晶體的兩端鍍有1064nm、1.4μm及3.8μm三色高透膜。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述激光諧振腔的結(jié)構(gòu)為Z型腔、V型腔或者其它角度折疊腔結(jié)構(gòu)。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述激光諧振腔的腔鏡為平面鏡或凹面鏡或二者的組合。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述調(diào)制器件為聲光調(diào)制器件、電光調(diào)制器件或者吸收型被動調(diào)Q開關(guān)。

前述的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器，其特征在于，前述激光諧振腔內(nèi)激光輸出端設(shè)置有腔內(nèi)透鏡或者透鏡組。

本發(fā)明的有益之處在于：結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性好；把中紅外激光器從1064nm激光轉(zhuǎn)變成3.8μm激光的過程由腔外完成變成了在腔內(nèi)完成，利用1064nm腔內(nèi)的高功率密度，大大提高了波長轉(zhuǎn)換效率，從而得到高轉(zhuǎn)換功率的中紅外激光輸出；在不改變激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，在基頻激光晶體破壞值范圍內(nèi)，可以通過提高半導(dǎo)體激光泵浦模塊的泵浦功率，進一步增加腔內(nèi)基頻激光的功率密度，從而得到更高功率的中紅外激光輸出。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于腔內(nèi)頻率變換的大功率中紅外激光器的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的激光器輸出光譜測試結(jié)果圖；

圖3是圖1中的激光器功率穩(wěn)定性測試結(jié)果圖；

圖4是圖1中的激光器電流與輸出功率關(guān)系圖；