[發(fā)明專利]一種基于電光晶體實(shí)現(xiàn)中長波紅外快速切換輸出的雙波段激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010054538.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111244743B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚寶權(quán);密淑一;陳毅;劉高佑;李俊輝
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/107
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種基于電光晶體實(shí)現(xiàn)中長波紅外快速切換輸出的雙波段激光器，它屬于光學(xué)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有高功率中長波紅外激光器大多只能輸出單個(gè)波段的激光，難以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波段激光的切換輸出問題。激光器包括四個(gè)平凸透鏡、電光晶體、三個(gè)偏振片、三個(gè)二分之一波片、二個(gè)泵浦光全反鏡、三個(gè)第一腔鏡、五個(gè)ZnGeP₂晶體、第一輸出鏡、兩個(gè)第一二色鏡、第一濾光鏡、三個(gè)第二腔鏡、第二輸出鏡、全反鏡、第二二色鏡、第三二色鏡、第二濾光鏡、三個(gè)第三腔鏡、第三輸出鏡及第三濾光鏡。本發(fā)明用于基于電光晶體實(shí)現(xiàn)中長波紅外快速切換輸出的雙波段激光器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

波長為3μm～5μm的中波紅外激光和波長為8μm～10μm的長波紅外激光同屬于大氣窗口范圍和人眼安全范圍，在激光光譜學(xué)、激光制導(dǎo)、光電對抗、激光醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。

獲得高功率3μm～5μm和8μm～10μm波段激光的主要方法為磷鍺鋅(ZGP)-光學(xué)參量振蕩器(OPO)，ZGP晶體具有非常高的非線性系數(shù)、優(yōu)秀的機(jī)械性能和熱力學(xué)性能，是產(chǎn)生3μm～5μm和8μm～10μm波段激光的首選晶體。利用2.1μm Ho:YAG脈沖激光器作為泵浦源，泵浦不同切割角度的ZGP晶體，可分別獲得3μm～5μm和8μm～10μm波段的激光輸出。

但是，現(xiàn)有的高功率中長波紅外激光器大多只能輸出單個(gè)波段的激光，難以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波段激光的切換輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有高功率中長波紅外激光器大多只能輸出單個(gè)波段的激光，難以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波段激光的切換輸出問題，提供了一種基于電光晶體實(shí)現(xiàn)中長波紅外快速切換輸出的雙波段激光器。

一種基于電光晶體實(shí)現(xiàn)中長波紅外快速切換輸出的雙波段激光器，它包括一號平凸透鏡、二號平凸透鏡、三號平凸透鏡、四號平凸透鏡、電光晶體、一號偏振片、二號偏振片、三號偏振片、一號二分之一波片、二號二分之一波片、三號二分之一波片、一號泵浦光全反鏡、二號泵浦光全反鏡、一號第一腔鏡、二號第一腔鏡、三號第一腔鏡、一號ZnGeP₂晶體、二號ZnGeP₂晶體、三號ZnGeP₂晶體、四號ZnGeP₂晶體、五號ZnGeP₂晶體、第一輸出鏡、一號第一二色鏡、二號第一二色鏡、第一濾光鏡、一號第二腔鏡、二號第二腔鏡、三號第二腔鏡、第二輸出鏡、全反鏡、第二二色鏡、第三二色鏡、第二濾光鏡、一號第三腔鏡、二號第三腔鏡、三號第三腔鏡、第三輸出鏡及第三濾光鏡；

一號二分之一波片和二號偏振片構(gòu)成一號功率分配系統(tǒng)；

三號二分之一波片和三號偏振片構(gòu)成二號功率分配系統(tǒng)；

一號第一腔鏡、一號ZnGeP₂晶體、第一輸出鏡、三號第一腔鏡及二號第一腔鏡構(gòu)成第一環(huán)形腔；

一號第二腔鏡、三號ZnGeP₂晶體、三號第二腔鏡、第二輸出鏡及二號第二腔鏡構(gòu)成第二環(huán)形腔；

二號第三腔鏡、第三輸出鏡、三號第三腔鏡、五號ZnGeP₂晶體及一號第三腔鏡構(gòu)成第三環(huán)形腔；

一束偏振態(tài)為垂直偏振的2.1μm脈沖泵浦光入射至一號平凸透鏡的凸面，經(jīng)過一號平凸透鏡入射到電光晶體中；所述的電光晶體上下兩側(cè)不施加電壓或施加半波電壓；

當(dāng)所述的電光晶體上下兩側(cè)不施加電壓時(shí)，經(jīng)過電光晶體后的泵浦光偏振方為垂直偏振，經(jīng)一號偏振片全部反射至二號平凸透鏡的凸面，經(jīng)二號平凸透鏡進(jìn)行光束變換，光束變換后的泵浦光經(jīng)過一號二分之一波片偏振方向分解為水平偏振分量的泵浦光和垂直偏振分量的泵浦光；