[發明專利]一種3.5微米極窄線寬激光輸出方法

在審

• 申請號: 201711181134.8
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107809052A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李林軍;段小明;楊玉強;楊曦凝;白云峰;謝文強;周龍
• 申請（專利權）人: 黑龍江工程學院
• 主分類號: H01S3/102
• 分類號: H01S3/102;H01S3/094
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

技術領域

本發明涉及一種3.5微米極窄線寬激光輸出方法，特別涉及一種3.5微米皮米線寬激光輸出方法。

背景技術

3-5μm波段的激光應用廣泛，涉及軍事、紅外遙感、醫療及光通信等方面，尤其是可以在非線性轉換作用下實現中遠紅外的激光輸出。目前，單摻Tm激光器基本采用單末端泵浦方式，這降低了激光晶體對泵浦光吸收的均勻性，導致晶體內部熱分布的不平衡，給激光器的高功率運轉帶來不良影響，而且線寬較寬，對于大氣中傳輸衰減比較明顯，不能滿足軍事及民事的使用需求。

另外，現有的調節光路技術，都是手動調節，很難獲得理想脈寬的激光輸出，而且手動調節時僅能一次調節單一元器件，難以獲得理想脈寬的激光輸出。因此，長期的科研當中，光路調節不僅成為一種技術難題，也成為制約理論與實踐的最大障礙。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前的極窄線寬激光輸出的技術問題，而提出了一種計算機自動控制的皮米線寬激光輸出的方法。

具體的，本發明涉及一種3.5微米極窄線寬激光輸出方法，包括：

第一泵浦激光器(9)發射的1.9μm泵浦光入射至第一隔離裝置(7)，經第一隔離裝置(7)透射的泵浦光入射至第一全反鏡(1),所述第一全反鏡(1)為臨界角為0°的3.5μm全反鏡，經第一全反鏡(1)透射的泵浦光入射至單摻Tm:YVO₄晶體(2)，所述單摻Tm:YVO₄晶體(2)沿光入射的方向的長度為60mm，且單摻Tm:YVO₄晶體(2)中Tm³⁺摻雜濃度為1.6at.％，經單摻Tm:YVO₄晶體(2)吸收后產生3.5μm激光，所述3.5μm激光入射至第二全反鏡(3)，所述第二全反鏡(3)為臨界角為45°的3.5μm全反鏡；

第二泵浦激光器(10)發射的1.9μm泵浦光入射至第二隔離裝置(8)，經第二隔離裝置(8)透射的泵浦光入射至第二全反鏡(3),經第二全反鏡(3)透射的泵浦光入射至所述單摻Tm:YVO₄晶體(2)，經所述單摻Tm:YVO₄晶體(2)吸收后產生3.5μm激光，所述3.5μm激光入射至第一全反鏡(1)，經第一全反鏡(1)全反射的3.5μm激光入射至單摻Tm:YVO₄晶體(2)，經單摻Tm:YVO₄晶體(2)透射的3.5μm激光入射至第二全反鏡(3)；

經第二全反鏡(3)全反射的2μm激光入射至石墨烯布拉格光柵(4)，經石墨烯布拉格光柵(4)的光束線寬得到第一壓縮光；所述第一壓縮光入射至石英色散棱鏡(5)進行第二次線寬壓縮；經壓縮的光束從輸出耦合鏡(6)輸出；

所述輸出光輸入示波器(11)，所述示波器(11)將檢測結果實時反饋到計算機系統(12)，所述計算機系統(12)接收到示波器(11)反饋信號后，與所述計算機系統(12)預先存儲的模擬信息進行比較，并根據比較結果自動調整第一泵浦激光器(9)、第二泵浦激光器(10)、石墨烯布拉格光柵(4)、石英色散棱鏡(5)的參數，直到所述輸出光的性能與所述預先存儲的模擬信息相吻合，從而獲得皮米線寬的激光輸出。

進一步的，所述石墨烯布拉格光柵(4)、石英色散棱鏡(5)位于微步進電機轉臺上，所述計算機系統(12)根據示波器(11)的檢測結構，對所述石墨烯布拉格光柵(4)、石英色散棱鏡(5)進行調節。

進一步的，該Tm:YVO₄晶體(2)的主節面的模半徑值為1.5mm，該Tm:YVO₄晶體(2)激光棒的熱透鏡焦距為600mm，諧振腔長為350mm，該Tm:YVO₄晶體(2)到輸出耦合鏡(6)距離為100mm，該光柵與耦合鏡(6)的距離為50mm。

本發明的有益效果：本發明通過采用計算機自動控制的雙脈寬壓縮器件的使用，一方面通過控制泵浦光的輸出光功率，另一方面通過自動調節多個脈寬壓縮器件的角度參數，通過兩級壓縮，能夠有效的獲得理想的脈寬輸出。本發明采用計算機系統自動反饋調節，既節約了人力調光成本，又能夠實現最大限度的自動化，使得光路調節僅僅通過改變計算機系統中的模擬信息，就可以任意的實現光學輸出，節約了調整時間外，可大幅提升單摻Tm:YVO₄固體激光器的輸出性能，并且具有結構緊湊和穩定性好的特點。

附圖說明