[發(fā)明專利]一種中紅外激光的效率提高方法及中紅外激光裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510416551.0
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN105024265A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗楠;陳家康;王志敏;薄勇;陳洪斌;申玉;代世波;張豐豐;彭欽軍;許祖彥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01S3/081
• 分類號(hào): H01S3/081
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種中紅外激光的效率提高方法，其特征在于，激光晶體的能級(jí)由低到高至少包括基態(tài)、第一激發(fā)態(tài)和第二激發(fā)態(tài)，所述第二激發(fā)態(tài)至所述第一激發(fā)態(tài)的粒子躍遷產(chǎn)生第一波長激光，所述第一激發(fā)態(tài)至所述基態(tài)的粒子躍遷產(chǎn)生第二波長激光，所述第一波長激光和所述第二波長激光通過諧振腔同時(shí)輸出，由于產(chǎn)生第二波長激光，使得第一激發(fā)態(tài)的粒子快速回落到基態(tài)，降低了粒子在所述第一激發(fā)態(tài)的壽命，使得所述第一波長激光的產(chǎn)生效率提高。

2.如權(quán)利要求1所述的中紅外激光的效率提高方法，其特征在于，所述第一波長激光為2.7-3μm的中紅外激光，所述激光晶體為摻雜Er³⁺的晶體或摻雜Ho³⁺或/和其他敏化離子的晶體。

3.一種中紅外激光裝置，包括泵浦源、激光晶體和諧振腔，所述激光晶體位于所述諧振腔內(nèi)，所述泵浦源發(fā)出泵浦光并入射到所述激光晶體上，其特征在于，所述激光晶體的能級(jí)由低至高至少包括基態(tài)、第一激發(fā)態(tài)和第二激發(fā)態(tài)，所述激光晶體受激后發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生第一波長激光和第二波長激光，所述第一波長激光為從所述第二激發(fā)態(tài)到所述第一激發(fā)態(tài)粒子躍遷產(chǎn)生的中紅外激光，所述第二波長激光為從所述第一激發(fā)態(tài)到基態(tài)的粒子躍遷產(chǎn)生的激光。

4.如權(quán)利要求3所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述諧振腔包括第一腔鏡和第二腔鏡，所述第一腔鏡的面向所述諧振腔內(nèi)部的表面上鍍有反射所述第一波長激光和第二波長激光的高反膜，所述第二腔鏡上鍍有將所述第一波長激光和第二波長激光耦合輸出的膜系。

5.如權(quán)利要求4所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述激光裝置還包括分光鏡，所述分光鏡位于所述諧振腔的輸出光路上，用于對所述諧振腔輸出的第一波長激光和第二波長激光進(jìn)行分光。

6.如權(quán)利要求3所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述諧振腔包括第一腔鏡組和第二腔鏡組，所述第一腔鏡組包括相對設(shè)置的第三腔鏡和第四腔鏡，用于產(chǎn)生第一波長激光，所述第二腔鏡組包括相對設(shè)置的第五腔鏡和第六腔鏡，用于產(chǎn)生第二波長激光；

所述激光晶體為四面拋光的晶體，所述激光晶體的每個(gè)拋光面相對所述諧振腔的一個(gè)腔鏡；并且所述激光晶體的相對所述第一腔鏡組兩個(gè)拋光面上鍍有對所述第一波長激光透過的高透膜，相對所述第二腔鏡組的兩個(gè)拋光面上鍍有對所述第二波長激光透過的高透膜。

7.如權(quán)利要求6所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述第三腔鏡和第四腔鏡在垂直于所述泵浦光方向相對設(shè)置，所述第五腔鏡和第六腔鏡在平行于所述泵浦光方向相對設(shè)置。

8.如權(quán)利要求3所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述激光裝置還包括設(shè)置在所述諧振腔內(nèi)部的色散元件，用于將所述激光晶體產(chǎn)生的第一波長激光和第二波長激光分離，所述諧振腔包括反射鏡和兩個(gè)輸出鏡，所述反射鏡的面向所述諧振腔內(nèi)部的面鍍有對應(yīng)于所述第一波長激光和第二波長激光的雙波長高反膜系，兩個(gè)所述輸出鏡上分別鍍有對應(yīng)于所述第一波長激光和所述第二波長激光的單波長耦合輸出的膜系。

9.如權(quán)利要求8所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述色散元件為光柵或棱鏡。

10.如權(quán)利要求3所述的中紅外激光裝置，其特征在于，所述激光晶體為摻Er³⁺的晶體或摻雜Ho³⁺或/和敏化離子的晶體。