[發(fā)明專利]非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光泵浦的Fe2+:ZnSe激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710566385.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109256666A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔心怡;柯常軍;吳天昊;王然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/094
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/094
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

本發(fā)明提供了一種非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光泵浦的Fe²⁺:ZnSe激光器，其包括：非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光器、聚焦單元、Fe²⁺:ZnSe晶體、激光諧振腔，非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光器作為泵浦源，用于發(fā)射泵浦光；聚焦單元用于將非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光器發(fā)出的激光聚焦；Fe²⁺:ZnSe晶體用于作為激光增益介質(zhì)；激光諧振腔用于對(duì)腔內(nèi)光子進(jìn)行振蕩，實(shí)現(xiàn)放大，輸出激光；非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光器發(fā)出的激光通過(guò)聚焦單元聚焦在激光諧振腔內(nèi)的Fe²⁺:ZnSe晶體上，對(duì)Fe²⁺:ZnSe晶體進(jìn)行泵浦，F(xiàn)e²⁺:ZnSe晶體產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在諧振腔反射鏡和輸出耦合鏡構(gòu)成的諧振腔的反饋?zhàn)饔孟庐a(chǎn)生激光，經(jīng)輸出耦合鏡輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體中紅外脈沖激光技術(shù)，特別涉及一種非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光泵浦的室溫高能Fe²⁺:ZnSe激光器。

背景技術(shù)

3-5μm波段中紅外輻射位于大氣透過(guò)率最高的傳輸窗口，理想的大氣傳輸特性使得該波段的激光器在大氣遙感、激光雷達(dá)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。同時(shí)由于飛機(jī)、導(dǎo)彈尾焰的黑體輻射正好位于該波段內(nèi)，3-5μm波段激光在光電對(duì)抗領(lǐng)域有迫切的應(yīng)用需求。目前，固體激光獲得中紅外激光輸出主要采用基于光參量振蕩的間接泵浦方法，與之相比，采用直接泵浦的新型中紅外固體激光器在原理設(shè)計(jì)和激光器結(jié)構(gòu)上更為簡(jiǎn)單緊湊。Fe²⁺:ZnSe激光器是一種通過(guò)直接泵浦可以獲得高效中紅外激光輸出的固體激光器，該類(lèi)激光器具有激光波長(zhǎng)調(diào)諧范圍寬、吸收帶較寬、增益橫截面大、熒光量子效率高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。Fe²⁺離子在基質(zhì)材料ZnSe中的以截面-波長(zhǎng)形式反映的吸收和發(fā)射光譜如圖1所示，吸收截面峰值0.97×10^-18cm²位于3μm附近，發(fā)射截面峰值1.4×10^-18cm²位于4.3μm附近。

Fe²⁺:ZnSe激光器首先于1999年由Adams等人在低溫條件(15-180K)下實(shí)現(xiàn)了Fe²⁺:ZnSe單晶的脈沖激光輸出，并實(shí)現(xiàn)了3.98～4.54μm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)調(diào)諧。低溫下工作將增加制冷裝置，給應(yīng)用帶來(lái)不便，2005年Kernal等人首次實(shí)現(xiàn)室溫條件下的脈沖Fe²⁺:ZnSe激光輸出。

目前公開(kāi)報(bào)道的3μm波段窄脈沖泵浦源主要集中于各類(lèi)固體激光器，主要包括調(diào)Q激光器、光學(xué)參量振蕩器和量子級(jí)聯(lián)激光器等，采用垂直入射泵浦的方案，即泵浦光光路與諧振腔光軸重合。

現(xiàn)有激光器至少存在以下技術(shù)缺陷：(1)目前3μm波段窄脈沖固體激光源最高能量為35mJ，在室溫時(shí)采用這類(lèi)激光泵浦源獲得的Fe²⁺:ZnSe激光最高能量為6mJ，由于3μm波段窄脈沖固體激光源的能量限制，F(xiàn)e²⁺:ZnSe激光輸出也相應(yīng)的受到了限制。(2)由于泵浦光波長(zhǎng)與輸出Fe²⁺:ZnSe激光波長(zhǎng)接近，垂直入射泵浦方案對(duì)鏡面鍍膜等要求很高，不利于工程實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種工作于室溫條件下的非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光泵浦的Fe²⁺:ZnSe激光器，采用非鏈?zhǔn)矫}沖HF激光器作為泵浦源。

(二)技術(shù)方案