[發明專利]中紅外單模激光器

在審

• 申請號: 202010088233.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111244734A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 尚金銘;牛智川;張宇;楊成奧;張一;謝圣文
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/042
• 分類號: H01S3/042;H01S3/06;H01S3/08;H01S3/081;H01S3/0941
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本公開提供一種中紅外單模激光器，包括：激光源，用于發出準直泵浦光；增益模塊，用于接收所述泵浦光并生成受激輻射光；所述增益模塊，包括：碳化硅散熱片；碟片晶體，位于所述碳化硅散熱片表面；以及銅熱沉，包覆于所述碳化硅散熱片及碟片晶體外，且留有通光孔；反射鏡，用于反射所述受激輻射光；輸出耦合鏡，與所述碟片晶體以及反射鏡成三角型排布，構成一個V型諧振腔，進而獲得激光輸出。

技術領域

本公開涉及激光器技術領域，尤其涉及一種新型的中紅外單模激光器。

背景技術

2μm波段處于大氣窗口中，該波段光源對CH₄、CO和HF等污染氣體具有很強的吸收，因此在環境污染檢測、生物醫學傳感光譜學和遠程氣體檢測等方面有重要的應用價值。此外，2μm高相干的輻射光源，在激光遙感、激光成像、光電對抗、光學信號處理、數據處理、差分吸收激光雷達等領域已顯示出越來越廣泛的應用前景。目前，2μm波段的激光器主要有GaSb基半導體激光器、摻Tm³⁺和Ho³⁺的固體和光纖激光器、摻Cr²⁺/Fe²⁺硫族化合物激光器。

碟片激光器具有高輸出功率、高光束質量、近衍射極限的基模光束的一種新型激光器。目前以光纖激光器和碟片激光器為代表的新一代固體激光器已經成為激光器家族中的典型代表。由于碟片激光器具有穩定的光學外腔結構，還可以通過在腔內插入非線性光學晶體、雙折射濾光片和F-P標準具等光學元件獲得單模、窄線寬、高光束質量的激光輸出。然而常用的碟片激光器通過光學鏡面組合使光束多次(16或24)經過晶體，這樣相當于將諧振腔進行多次折疊，但這會使碟片激光器的體積較大。而常見的單模激光器(DBR或DFB激光器)雖然可以實現單模激光輸出，但是輸出功率只有幾十mW，難以得到廣泛的應用。

公開內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種中紅外單模激光器，以緩解現有技術中多沖程碟片激光器的體積較大和單沖程碟片激光器光束質量較差等技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種中紅外單模激光器，包括：

激光源，用于發出準直泵浦光；

增益模塊，用于接收所述泵浦光并生成受激輻射光；所述增益模塊，包括：

碳化硅散熱片；

碟片晶體，位于所述碳化硅散熱片表面；以及

銅熱沉，包覆于所述碳化硅散熱片及碟片晶體外，且留有通光孔；

反射鏡，用于反射所述受激輻射光；

輸出耦合鏡，與所述碟片晶體以及反射鏡成三角型排布，構成一個V型諧振腔，進而獲得激光輸出。

本公開實施例中，所述V型諧振腔中還依次設置有雙折射濾光片以及F-P標準具。

本公開實施例中，所述激光源，包括：

半導體激光器泵浦源，用于發出泵浦光；以及

聚焦準直系統，用于將所述泵浦光準直后聚焦到聚焦反射鏡上。

本公開實施例中，通過控制聚焦反射鏡3的角度，可以改變碟片晶體7上的泵浦光位置和形狀。

本公開實施例中，碟片晶體的尺寸為長寬為10mm的正方形或直徑為10mm的圓形。

本公開實施例中，所述V型諧振腔的腔長為32～200mm。

本公開實施例中，所述碟片晶體厚度為500-1000μm。

本公開實施例中，所述碟片晶體的下表面設置有對793nm和1940nm的反射率大于99.9％的光學高反膜。