[發(fā)明專利]大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器、激光頻率變換裝置以及頻率變換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810560168.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110556698B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑩;郭敬為;王鵬遠(yuǎn);蔡向龍;劉金波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): H01S3/094
• 分類號(hào): H01S3/094;H01S3/30;H01S3/108;G02B27/10;G02B1/00;G02F1/35;G02F1/355
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

1.一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于，包括：

泵浦激光器，其用以輸出1.06微米泵浦源激光光束；

聯(lián)合拉曼變頻激光器，其包括第一拉曼變頻激光器和第二拉曼變頻激光器，以及第一二向色鏡；其用以接收所述泵浦源激光光束并轉(zhuǎn)換為具有近紅外波長(zhǎng)1和中紅外波長(zhǎng)2的第一激光光束，以及中間過(guò)程中產(chǎn)生的具有遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3的第二激光光束；

第一二向色鏡，其用以自所述第一拉曼變頻激光器后分離出近紅外波長(zhǎng)1激光且透射至第二拉曼變頻激光器，將遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3激光反射至第一反射鏡，進(jìn)一步反射至第二二向色鏡；

精密光程調(diào)節(jié)裝置，其包含一個(gè)平移臺(tái)、兩塊二向色鏡：第三二向色鏡和第四二向色鏡，用以分離出中紅外波長(zhǎng)2激光；且將波長(zhǎng)2激光反射后入射至第二反射鏡，進(jìn)一步反射至第二二向色鏡；精密光程調(diào)節(jié)裝置可以通過(guò)調(diào)節(jié)精密平移臺(tái)來(lái)控制中紅外波長(zhǎng)2激光的光程，使其與遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3的光程相等；

第二二向色鏡，其用以自所述精密光程調(diào)節(jié)裝置出來(lái)的中紅外波長(zhǎng)2激光反射，且與遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3激光共同入射至差頻激光器中；

差頻激光器，其用以將中紅外波長(zhǎng)2激光和遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3激光轉(zhuǎn)換為具有遠(yuǎn)紅外激光波長(zhǎng)4的激光光束；

第五二向色鏡，其用以自分離出遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)3和遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)4的激光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

所述第一拉曼變頻激光器可以采用多沖程氣體受激拉曼激光器輸出多種增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介質(zhì)，以能夠輸出波長(zhǎng)1.907微米和9.187微米的激光。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：所述拉曼介質(zhì)為氫氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

所述第二拉曼變頻激光器可以采用多沖程氣體受激拉曼激光器輸出多種增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介質(zhì)，以能夠?qū)?.907微米激光轉(zhuǎn)化為輸出波長(zhǎng)4.298微米的激光。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：所述拉曼介質(zhì)為甲烷。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

所述精密光程調(diào)節(jié)裝置，用以自第二激光光束中分離出4.298微米中紅外激光；且將4.298微米激光反射后入射至第二反射鏡，進(jìn)一步反射至第二二向色鏡；精密光程調(diào)節(jié)裝置可以通過(guò)調(diào)節(jié)精密平移臺(tái)來(lái)控制4.298微米中紅外激光的光程；所述兩塊二向色鏡：第三二向色鏡和第四二向色鏡，均為平面鏡，材料氟化鈣，鍍有對(duì)1.9微米激光波長(zhǎng)増透和對(duì)4.3微米波長(zhǎng)高反射率的介質(zhì)膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

所述第一反射鏡，平面鏡，材料氟化鈣，鍍有對(duì)9.187微米波長(zhǎng)高反射率的介質(zhì)膜；所述第二反射鏡，平面鏡，材料氟化鈣，鍍有對(duì)4.298微米波長(zhǎng)高反射率的介質(zhì)膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

所述差頻激光器，其用以將4.298微米激光和9.187微米激光轉(zhuǎn)換為具有8.076微米遠(yuǎn)紅外激光波長(zhǎng)的激光；包含差頻晶體；

所述差頻晶體的數(shù)量為一塊或多塊，并選擇下述材質(zhì)中的任意一種：磷鍺鋅(ZGP)、硒鎵銀(AGSe)、硫鍺鎵銀(AGGS)、硒化鎵(GaSe)、硫鎵銀(AGS)或硒化鎘(CdSe)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大脈沖能量遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于：

在第一拉曼變頻激光器前、第二拉曼變頻激光器前、第二拉曼變頻激光器后、和第一反射鏡前均有光束整形裝置，其用以獲得合適的光斑大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)高的轉(zhuǎn)換效率。