[實用新型]基于碳納米管可飽和吸收鏡的中紅外脈沖光學參量振蕩器

有效

• 申請號: 201520344056.9
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN204615144U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 常建華;桂詩信;嚴娜;郭躍;唐安慶
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/081;H01S3/0941;H01S3/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本實用新型涉及基于碳納米管可飽和吸收鏡的中紅外脈沖光學參量振蕩器，屬于參量振蕩器技術領域。

背景技術

激光器的工作方式有兩種：連續激光輸出和脈沖激光輸出，脈寬在皮秒甚至飛秒量級的中紅外超短脈沖激光在軍事對抗、大氣環境監測、激光光譜分析、醫療診斷以及特殊環境遠距離監控等諸多領域具有廣泛的應用價值和前景。光學參量振蕩器(OPO)作為一種可調諧、高相干光源，是獲取中紅外脈沖激光輸出的一種重要手段。

調Q和鎖模是產生脈沖激光的兩種有效方式，較之于激光調Q技術，鎖模技術有以下優點：一方面可以得到更窄的脈寬輸出(調Q技術可以產生μs～ns量級的脈沖，鎖模技術可以產生ps～fs量級的脈沖)；另一方面可以得到更高的峰值功率輸出，可以達到T瓦量級甚至更高。鎖模技術的工作方式一般有三種：主動鎖模方式、被動鎖模方式以及自鎖模方式。主動鎖模又可分為相位調制型鎖模和振幅調制型鎖模，然而這兩種鎖模調制光波類似，存在一系列波帶，而且鎖模不穩定。而自鎖模激光器，由于噪聲脈沖達不到自鎖模的自啟動閾值，往往需要采用附加措施來啟動。被動鎖模是通過在激光諧振腔內加入具有可飽和吸收特性材料制成的可飽和吸收體(SA)，利用材料本身獨特的非線性光學特性產生脈沖激光輸出。目前常用的可飽和吸收體存在著穩定性差、工作波長范圍窄以及制備工藝復雜等諸多缺陷。

早期產生中紅外脈沖輸出的方案，大多采用近紅外脈沖激光器泵浦非線性晶體的方式，需要嚴格設計諧振腔的腔長和晶體的尺寸大小，以配合脈沖激光泵浦非線性晶體，轉換效率不高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種基于碳納米管可飽和吸收鏡的中紅外脈沖光學參量振蕩器，克服現有脈沖激光器輸出脈沖寬、峰值功率低、轉化效率不高以及可飽和吸收體制備復雜的劣勢。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

基于碳納米管可飽和吸收鏡的中紅外脈沖光學參量振蕩器，包括LD激光二極管、Nd:YVO₄晶體、碳納米管可飽和吸收鏡、MgO:PPLN晶體、第一～第二平凹鏡、TEC制冷平臺、溫控爐，所述LD激光二極管、Nd:YVO₄晶體、碳納米管可飽和吸收鏡、第一平凹鏡、MgO:PPLN晶體、第二平凹鏡從左到右依次排列并在同一水平面，第一、第二平凹鏡的凹面均朝向MgO:PPLN晶體，所述TEC制冷平臺置于Nd:YVO₄晶體下方且與之接觸，溫控爐置于MgO:PPLN晶體下方且與之接觸；LD激光二極管發出的激光經Nd:YVO₄晶體產生1064nm的連續激光，進入碳納米管可飽和吸收鏡后產生1064nm的脈沖激光，該脈沖激光經MgO:PPLN晶體后輸出中紅外脈沖激光；

所述Nd:YVO₄晶體朝向LD激光二極管的一面鍍有與LD激光二極管輸出激光的中心波長相同大小的增透膜和1064nm的高反膜，另一面鍍有1064nm的增透膜和與LD激光二極管輸出激光的中心波長相同大小的高反膜；

所述碳納米管可飽和吸收鏡朝向Nd:YVO₄晶體的一面及朝向第一平凹鏡的一面均鍍有1064nm的增透膜；

所述第一平凹鏡的平面和凹面均鍍有1064nm的增透膜且凹面還鍍有對1450nm-1650nm的高反膜；

所述MgO:PPLN晶體的朝向第一、第二平凹鏡的面上均鍍有對1064nm、1450nm-1650nm、3000nm-4000nm的增透膜；

所述第二平凹鏡的平面鍍有對3000nm-4000nm的增透膜，凹面鍍有對1064nm、1450nm-1650nm的高反膜。

進一步的，該振蕩器還包括紫銅塊，所述紫銅塊位于LD激光二極管和TEC制冷平臺之間。

優選的，所述LD激光二極管輸出激光的中心波長為808nm。

優選的，所述Nd:YVO₄晶體的長為3mm、寬為3mm、厚為2mm。

優選的，所述MgO:PPLN晶體的長為30mm、寬為10mm、厚為1mm。

優選的，所述TEC制冷平臺控制Nd:YVO₄晶體的溫度為25℃。

優選的，所述溫控爐控制MgO:PPLN晶體的溫度為20℃-350℃。

本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：