[發(fā)明專利]一種高重頻、單縱模、窄脈寬2.79um的激光泵浦源

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710959025.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN107482425A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢廷倫;胡舒武;王禮;熊振東;崔慶哲;魏蒙恩;吳先友;江海河
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01S3/042
• 分類號(hào): H01S3/042;H01S3/08;H01S3/094;H01S3/117;H01S3/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中紅外單縱模激光器領(lǐng)域，具體是一種高重頻、單縱模、窄脈寬2.79 um的激光泵浦源。

背景技術(shù)

窄線寬5～8 μm中紅外激光在外差傳感、大氣環(huán)境檢測(cè)、高分子光譜等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值，而目前一般比較容易獲取可調(diào)諧的窄線寬中紅外激光的技術(shù)中，光參量技術(shù)因?yàn)楦咝А⒑?jiǎn)便、寬調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)獲得了較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。通常，在5～8 μm參量激光的產(chǎn)生過程中，需要短波長(zhǎng)的激光光源作為泵浦光源，而采用較為成熟的近紅外（1～2 μm）激光光源作為泵浦源因?yàn)榱孔犹潛p嚴(yán)重的問題很難獲取高效率的中外激光，因此，采用2.79 μm的脈沖中紅外鉺激光光源作為光參量系統(tǒng)的泵浦源可以解決量子虧損嚴(yán)重的問題，有效地提高參量光的轉(zhuǎn)換效率。然而，采用光參量技術(shù)獲取5～8 μm參量光的過程中，自由運(yùn)轉(zhuǎn)光參量系統(tǒng)激光輸出的光譜寬度很寬，一般高達(dá)十幾納米甚至幾十納米，難以滿足實(shí)際應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)窄線寬的參量光輸出，單縱模窄線寬的泵浦源是一個(gè)重要且必備的條件；因此，窄線寬單縱模、脈沖的2.79 μm的中紅外激光泵浦源對(duì)獲取窄線寬5～8 μm中紅外參量光的發(fā)展具有及其重要的戰(zhàn)略意義。

在激光器振蕩縱?？刂萍夹g(shù)中，眾多選頻元件（光柵、標(biāo)準(zhǔn)具）已經(jīng)被廣泛使用；例如，可以在激光器的諧振腔內(nèi)直接插入透射式的標(biāo)準(zhǔn)具，或者直接選用反射式光柵作為激光諧振腔的腔鏡。但是，采用腔內(nèi)插入透射式標(biāo)準(zhǔn)具的方法直接控制激光的縱模數(shù)因加工工藝等原因?qū)е聡?yán)重的腔內(nèi)損耗，這樣，不僅會(huì)提高激光器的振蕩閾值還會(huì)降低激光的效率；而常用的體光柵（VBG）的使用波段在2.7 μm以下，因此，在2.79 μm波長(zhǎng)獲取窄線寬單縱模的激光輸出需要新的技術(shù)手段。

目前，查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)高重頻、單縱模、窄脈寬2.79 μm激光泵浦源的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高重頻、單縱模、窄脈寬2.79 um的激光泵浦源，以解決現(xiàn)有技術(shù)沒有高重頻、單縱模、窄脈寬2.79 μm激光泵浦源的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種高重頻、單縱模、窄脈寬2.79 um的激光泵浦源，其特征在于：包括種子注入雙標(biāo)準(zhǔn)具耦合腔激光器、光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器單元、聲光調(diào)Q單元和標(biāo)準(zhǔn)具溫度控制單元、其中：

種子注入雙標(biāo)準(zhǔn)具耦合腔激光器包括Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶體構(gòu)成的激光晶體棒，所述激光晶體棒放置在熱沉中，激光晶體棒前端前方位于激光晶體棒中心軸線延伸線上依次設(shè)置有聲光調(diào)Q晶體、輸出腔片，激光晶體棒后端后方位于激光晶體棒中心軸線延伸線上依次設(shè)置有45°合束鏡、標(biāo)準(zhǔn)具反射鏡，且45°合束鏡中心位于激光晶體棒中心軸線延伸線上，位于45°合束鏡中心左方并沿垂直于激光晶體棒中心軸線方向依次設(shè)有第一標(biāo)準(zhǔn)具、第二標(biāo)準(zhǔn)具，位于45°合束鏡中心右方并沿垂直于激光晶體棒中心軸線方向設(shè)有準(zhǔn)直聚焦透鏡，該準(zhǔn)直聚焦透鏡一端朝向45°合束鏡中心，由第一標(biāo)準(zhǔn)具反射鏡、45°合束鏡、激光晶體棒、聲光調(diào)Q晶體、輸出腔片構(gòu)成主振蕩腔，由第二標(biāo)準(zhǔn)具反射鏡、第三標(biāo)準(zhǔn)具透射鏡、45°合束鏡、激光晶體棒、聲光調(diào)Q晶體、輸出腔片構(gòu)成自種子注入腔；

標(biāo)準(zhǔn)具溫控單元包括熱沉及保溫層、陶瓷加熱片、溫度傳感器、智能溫控器及恒壓電源，其中第二標(biāo)準(zhǔn)具置于熱沉及保溫層中，陶瓷加熱片緊貼熱沉及保溫層一側(cè)，溫度傳感器緊貼熱沉及保溫層另一側(cè)，陶瓷加熱片和溫度傳感器分別與智能溫控儀連接，恒壓電源分別供電至陶瓷加熱片和智能溫控儀；

光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器單元包括半導(dǎo)體LD模塊、半導(dǎo)體激光電源及電源控制器、耦合光纖；半導(dǎo)體激光電源及電源控制器中，電源控制器與半導(dǎo)體激光電源連接，由電源控制器對(duì)半導(dǎo)體激光電源的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和控制，半導(dǎo)體激光電源供電至半導(dǎo)體LD模塊，半導(dǎo)體LD模塊輸出端通過耦合光纖與準(zhǔn)直聚焦透鏡另一端耦合連接；

聲光調(diào)Q單元包括種子注入雙標(biāo)準(zhǔn)具耦合腔激光器中的聲光調(diào)Q晶體、射頻調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器、電源及散熱器，所述射頻調(diào)制器放置在散熱器上，所述聲光調(diào)Q晶體置于射頻調(diào)制器內(nèi)，電源供電至驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器與射頻調(diào)制器連接，所述驅(qū)動(dòng)器還與半導(dǎo)體激光電源及電源控制器中的電源控制器連接，由電源控制器產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行觸發(fā)，并由驅(qū)動(dòng)器根據(jù)觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)射頻調(diào)制器工作，由射頻調(diào)制器產(chǎn)生信號(hào)使聲光調(diào)Q晶體工作；

光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器單元中，半導(dǎo)體LD模塊輸出激光通過耦合光纖耦合至準(zhǔn)直聚焦透鏡，然后經(jīng)45°合束鏡反射至激光晶體棒中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光晶體棒的泵浦；