[實用新型]小型化脈沖中紅外激光器

有效

• 申請號: 201822141901.9
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN209217426U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 桂詩信;朱標;李正榮;胡秋瑞;董亞勁;陳朋波
• 申請（專利權）人: 中航華東光電有限公司
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/0941;H01S3/105;H01S3/108
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 張苗

本實用新型公開小型化脈沖中紅外激光器，該小型化脈沖中紅外激光器包括：激光二極管、激光晶體、第一半導體制冷片、第二半導體制冷片、可飽和吸收鏡和非線性光學晶體；所述激光晶體為摻釹釩酸釔晶體；非線性光學晶體為周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體；所述激光二極管、激光晶體、可飽和吸收鏡和非線性光學晶體在同一水平面上依次設置；所述第一半導體制冷片設置于所述激光晶體的下方，所述第二半導體制冷片設置于所述非線性光學晶體的下方。本實用新型克服了現有技術中的脈沖中紅外激光器輸出脈沖寬、峰值功率低、轉化效率不高以及光路系統復雜的缺陷。

技術領域

本實用新型涉及小型化脈沖中紅外激光器。

背景技術

3μm至5μm中紅外激光位于大氣的窗口波段，對大氣的穿透性強，傳輸過程損耗小，在光譜分析、激光醫療、氣體探測、以及軍事等諸多領域都具有廣泛的應用價值和前景，因此對該波段激光的研究成為目前世界上的熱門課題。

產生脈沖激光的方式有兩種：調Q和鎖模。相比于調Q技術，鎖模技術具有以下優點：一方面可以得到T瓦量級甚至更高峰值功率輸出，另一方面可以獲得更窄的脈寬輸出。鎖模技術工作方式有主動鎖模、被動鎖模以及自鎖模。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，往往需要人工采取附加措施來啟動，造成不便。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，利用材料本身獨特的非線性光學特性產生脈沖激光輸出。

目前國內外產生中紅外脈沖激光輸出的主要技術途徑大體上分為二種： (1)采用近紅外脈沖激光器輸出脈沖激光通過波長變換元件后，得到中紅外脈沖激光輸出。這種方案的特點是結構簡單、變換頻率高，但輸出激光線寬較寬、波長穩定性差、轉化率不高。(2)利用半導體激光作為泵浦源泵浦稀土離子激活輸出近紅外連續激光然后經過調Q或鎖模器件，再利用波長變換元件實現中紅外脈沖激光。這種方案在整個光路系統結構上較為復雜，但可以得到窄脈寬高光束質量的激光輸出。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種小型化脈沖中紅外激光器，其克服了現有技術中的脈沖中紅外激光器輸出脈沖寬、峰值功率低、轉化效率不高以及光路系統復雜的缺陷。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種小型化脈沖中紅外激光器，該小型化脈沖中紅外激光器包括：激光二極管、激光晶體、第一半導體制冷片、第二半導體制冷片、可飽和吸收鏡和非線性光學晶體；所述激光晶體為摻釹釩酸釔晶體；非線性光學晶體為周期極化摻氧化鎂鈮酸鋰晶體；所述激光二極管、激光晶體、可飽和吸收鏡和非線性光學晶體在同一水平面上依次設置；所述第一半導體制冷片設置于所述激光晶體的下方，所述第二半導體制冷片設置于所述非線性光學晶體的下方。

優選地，所述激光二極管的最大輸出功率為5W，且中心波長為808nm。

優選地，所述激光晶體的尺寸為3mm×3mm×2mm，Nd³⁺離子摻雜濃度為1％。

優選地，所述激光晶體靠近所述激光二極管的一側鍍有808nm增透且 1.064μm高反的雙色膜。

優選地，所述激光晶體靠近所述可飽和吸收鏡的一側鍍有1.064μm增透膜。

優選地，所述可飽和吸收鏡的兩側都鍍有1.064nm的增透膜。

優選地，所述非線性光學晶體的長為30mm、寬為10mm且厚為1mm，其中，M_gO的濃度為5％，周期為30.5μm。

優選地，所述非線性光學晶體靠近所述可飽和吸收鏡的一側鍍有1.064 μm的增透膜，對1.45-1.65μm和3-4μm的反射膜。

優選地，所述非線性光學晶體遠離所述可飽和吸收鏡的一側鍍有3-4μ m的增透膜，對1.064μm和1.45-1.65μm的反射膜。