[發(fā)明專利]2.33μm激光光源以及級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010468972.9
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN111864515A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王澤鋒;崔宇龍;周智越;黃威;李昊;李智賢;王蒙;陳子倫;李霄;陳金寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/03
• 分類號(hào): H01S3/03;H01S3/08;H01S3/094;H01S3/22
• 代理公司: 長沙國科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 周達(dá)

1.級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器，其特征在于：包括泵浦源、泵浦耦合光學(xué)組件、第一級(jí)反共振空芯光纖、級(jí)間耦合光學(xué)組件、第二級(jí)反共振空芯光纖和準(zhǔn)直輸出光學(xué)組件；

所述泵浦源為1.5μm波段可調(diào)諧窄線寬激光光源，用于產(chǎn)生泵浦激光；所述泵浦源輸出的泵浦激光經(jīng)泵浦耦合光學(xué)組件耦合進(jìn)第一級(jí)反共振空芯光纖的纖芯中；所述第一級(jí)反共振空芯光纖的兩端分別密封于第一級(jí)入射氣體腔和第一級(jí)輸出氣體腔內(nèi)，所述第一級(jí)入射氣體腔和第一級(jí)輸出氣體腔均為真空密閉腔體，其中第一級(jí)入射氣體腔設(shè)有供泵浦光透射到第一級(jí)入射氣體腔內(nèi)的第一級(jí)入射窗口，第一級(jí)輸出氣體腔設(shè)有供2.33μm激光透射出第一級(jí)輸出氣體腔的第一級(jí)輸出窗口；所述第一級(jí)入射氣體腔、第一級(jí)反共振空芯光纖以及第一級(jí)輸出氣體腔內(nèi)的工作氣體為一氧化碳?xì)怏w，1.5μm波段泵浦激光在第一級(jí)反共振空芯光纖的纖芯中與纖芯中充入的一氧化碳?xì)怏w相互作用，受激輻射躍遷生成的2.33μm激光從第一級(jí)輸出氣體腔的第一級(jí)輸出窗口透射出后經(jīng)級(jí)間耦合光學(xué)組件耦合進(jìn)第二級(jí)反共振空芯光纖的纖芯中，所述第二級(jí)反共振空芯光纖的兩端分別密封于第二級(jí)入射氣體腔和第二級(jí)輸出氣體腔中，所述第二級(jí)入射氣體腔和第二級(jí)輸出氣體腔均為真空密閉腔體，其中第二級(jí)入射氣體腔設(shè)有供2.33μm激光透射到第二級(jí)入射氣體腔內(nèi)的第二級(jí)入射窗口，第二級(jí)輸出氣體腔設(shè)有供4.66μm激光透射出第二級(jí)輸出氣體腔的第二級(jí)輸出窗口；所述第二級(jí)入射氣體腔、第二級(jí)反共振空芯光纖以及第二級(jí)輸出氣體腔內(nèi)的工作氣體為一氧化碳?xì)怏w，2.33μm激光在第二級(jí)反共振空芯光纖的纖芯中與纖芯中充入的一氧化碳?xì)怏w相互作用，受激輻射躍遷生成的4.66μm激光從第二級(jí)輸出氣體腔的第二級(jí)輸出窗口透射出后經(jīng)準(zhǔn)直輸出光學(xué)組件準(zhǔn)直輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器，其特征在于：還包括光纖加熱平臺(tái)，所述第二級(jí)反共振空芯光纖置于光纖加熱平臺(tái)上，通過光纖加熱平臺(tái)用于對(duì)第二級(jí)反共振空芯光纖加熱，通過控制第二級(jí)反共振空芯光纖的溫度進(jìn)而控制第二級(jí)反共振空芯光纖內(nèi)填充的一氧化碳?xì)怏w的溫度，控制一氧化碳?xì)怏w分子的溫度使其吸收線的位置發(fā)生偏移。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器，其特征在于：所述第一級(jí)入射氣體腔或第一級(jí)輸出氣體腔連接有抽真空以及充氣系統(tǒng)；抽真空以及充氣系統(tǒng)用于對(duì)第一級(jí)入射氣體腔或第一級(jí)輸出氣體腔進(jìn)行抽真空以及向第一級(jí)入射氣體腔或第一級(jí)輸出氣體腔充入一氧化碳?xì)怏w以及高壓緩沖氣體，通過氣體分子之間的碰撞展寬增加吸收線寬；同樣的，所述第二級(jí)入射氣體腔或第二級(jí)輸出氣體腔連接有抽真空以及充氣系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器，其特征在于：泵浦源為中心波長1566nm、1568nm、1583nm或者1588nm的可調(diào)諧、窄線寬、高功率脈沖或者連續(xù)激光光源。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的4.66μm光纖氣體激光器，其特征在于：所述泵浦耦合光學(xué)組件包括第一泵浦?jǐn)U束透鏡、第一高反鏡、第二高反鏡和第一泵浦耦合透鏡，泵浦源后的光路上依次設(shè)置第一泵浦?jǐn)U束透鏡、第一高反鏡、第二高反鏡和第一泵浦耦合透鏡，所述第一泵浦?jǐn)U束透鏡將泵浦激光擴(kuò)束成平行光后入射到第一高反鏡，經(jīng)第一高反鏡反射到第二高反鏡，經(jīng)第二高反鏡反射到第一泵浦耦合透鏡；所述第一高反鏡和第二高反鏡實(shí)現(xiàn)泵浦激光的光路準(zhǔn)直，并改變光路方向；所述第一泵浦耦合透鏡實(shí)現(xiàn)泵浦激光與第一級(jí)反共振空芯光纖纖芯的模式匹配后將泵浦激光經(jīng)第一級(jí)入射窗口透射到第一級(jí)入射氣體腔內(nèi)，泵浦激光高效的耦合注入到第一級(jí)反共振空芯光纖的纖芯中。