[發明專利]一種緊湊化寬調諧中紅外內腔光參量振蕩器

有效

• 申請號: 201410112761.6
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103872564A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張凱;彭躍峰;魏星斌;羅興旺;彭玨;高劍蓉;李德明
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/094;H01S3/102
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術領域

　　本發明涉及的是激光器技術，尤其是一種緊湊化寬調諧中紅外內腔光參量振蕩器。

背景技術

在現有技術中，高功率、寬調諧、結構緊湊的中紅外固體激光在光電對抗、大氣監測、太赫茲場產生、自由空間光通信等諸多領域具有迫切的應用需求。而基于頻率變換的光參量振蕩技術（OPO）是產生3-5μm波段中紅外激光的有效途徑之一。

OPO系統通常由泵浦激光源、耦合隔離系統、非線性晶體和腔鏡組成。為了解決外腔OPO體積過大、系統過于復雜、電光效率偏低等問題，提出了一種緊湊化的內腔OPO技術，通過非線性晶體參數的變化以及OPO諧振腔的設計，可以實現覆蓋1~5μm的近紅外和中紅外波長調諧。

由于受到腔內OPO諧振模式的限制，通常需要選擇通光口徑大的非線性晶體作為波長變換的器件，例如KTP晶體等。但基于這類晶體的內腔OPO的波長調諧范圍有限，而且非線性極化系數小、走離效應、長波吸收等難以克服的問題使得整個系統的效率偏低。

近年來，隨著生長工藝的進步，一些大通光口徑、高非線性極化系數、通光范圍寬、無走離效應的新型非線性晶體逐漸成熟，將其應用于內腔OPO中，可以實現覆蓋整個近紅外和中紅外波段的波長調諧，以及低閾值、高效率運行。結構緊湊、功率指標滿足應用需求的小型化中紅外固體激光器具有巨大的發展潛力。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種緊湊化寬調諧中紅外內腔光參量振蕩器的技術方案，該方案能夠解決目前外腔OPO體積過大、系統過于復雜、電光效率偏低等問題，以及目前內腔OPO波長調諧范圍有限、閾值過高、轉換效率較低等問題。

本方案是通過如下技術措施來實現的：一種緊湊化寬調諧中紅外內腔光參量振蕩器，包括有安裝在整機外殼內的反射鏡、Q開關、OPO諧振腔、泵浦激光增益模塊、電源系統接口和溫控系統接口；泵浦激光增益模塊設置在OPO諧振腔和Q開關之間；?Q開關設置在反射鏡和泵浦激光增益模塊之間；整機外殼上固定設置有電源系統接口和溫控系統接口。

作為本方案的優選：OPO諧振腔內設置有OPO反射鏡、OPO輸出鏡和非線性晶體；非線形晶體設置于OPO反射鏡和OPO輸出鏡之間；?OPO反射鏡設置諧振腔內于靠近泵浦激光增益模塊的一側。

本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，由于在該方案中泵浦激光增益模塊與OPO系統一體化設計與集成，采用內腔OPO結構，避免了外腔OPO中復雜的耦合隔離系統，結構簡單緊湊，體積小、重量輕；激光器元器件較少，僅由三塊腔鏡、一個泵浦激光增益模塊、一個Q開關和一個非線性晶體組成，安裝、調節和維護容易，激光器系統具有較好的可靠性、穩定性和環境適應性，適用于一些復雜環境平臺的應用；利用腔內高平均功率密度的泵浦激光，獲取較高的增益轉換，實現較高的OPO效率；內腔OPO波長調諧范圍寬，可以設計非線性晶體的參數，以及更換泵浦增益模塊，實現整個近紅外、中紅外，甚至遠紅外的波長調諧；激光器僅需要外接電控和溫控系統就能正常運行，易于整個系統的集成化和小型化，提高整個系統的可移動性。

由此可見，本發明與現有技術相比，具有突出的實質性特點和顯著地進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為本發明具體實施方式的結構示意圖。

圖中，1為反射鏡，2為Q開關，3為OPO諧振腔，4為非線性晶體，5為OPO輸出鏡，6為OPO反射鏡，7為泵浦激光增益模塊，8為電源系統接口，9為溫控系統接口，10為整機外殼。

具體實施方式

　　為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過一個具體實施方式，并結合其附圖，對本方案進行闡述。

通過附圖可以看出，本方案包括有安裝在整機外殼內的反射鏡、Q開關、OPO諧振腔、泵浦激光增益模塊、電源系統接口和溫控系統接口；泵浦激光增益模塊設置在OPO諧振腔和Q開關之間；Q開關設置在反射鏡和泵浦激光增益模塊之間；整機外殼上固定設置有電源系統接口和溫控系統接口。OPO諧振腔內設置有OPO反射鏡、OPO輸出鏡和非線性晶體；非線形晶體設置于OPO反射鏡和OPO輸出鏡之間；OPO反射鏡設置諧振腔內于靠近泵浦激光增益模塊的一側。