[發明專利]一種雙模式可切換輸出的中紅外光參量振蕩器

有效

• 申請號: 202011103827.7
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112234422B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 袁晉鶴;李佳睿;孫建輝
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/108;H01S3/117;H01S3/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種雙模式可切換輸出的中紅外光參量振蕩器，其特征在于它包括泵浦光耦合系統和T型內腔抽運式光參量振蕩器；

所述的泵浦光耦合系統由摻Tm³⁺的泵浦源(1)、泵浦光半波片(2)、偏振分光鏡(3)、第一聚焦組件(4)、第二聚焦組件(5)、第一泵浦光全反鏡(6)及第二泵浦光全反鏡(7)組成；所述的第一聚焦組件(4)和第二聚焦組件(5)均由平凸透鏡凸面相對構成；

所述的T型內腔抽運式光參量振蕩器由第一基頻光全反鏡(8)、第二基頻光全反鏡(9)、第一增益介質(10)、第二增益介質(11)、第一腔內透鏡(12)、第二腔內透鏡(13)、第二二色鏡(14)、第一二色鏡(15)、聲光Q開關(16)、基頻光半波片(17)、參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)組成；其中參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)組成光參量振蕩器模塊；所述的第一增益介質(10)及第二增益介質(11)均為摻Ho³⁺增益介質；

其中，第一基頻光全反鏡(8)、第一增益介質(10)、第一腔內透鏡(12)、第一二色鏡(15)、聲光Q開關(16)、基頻光半波片(17)、參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)構成高重復頻率/高平均功率工作模塊，沿光路輸出方向為第一基頻光全反鏡(8)、第一增益介質(10)、第一腔內透鏡(12)、第一二色鏡(15)、聲光Q開關(16)、基頻光半波片(17)、參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)依次排列；

其中，第二基頻光全反鏡(9)、第二增益介質(11)、第二腔內透鏡(13)、第二二色鏡(14)、第一二色鏡(15)、聲光Q開關(16)、基頻光半波片(17)、參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)構成低重復頻率/高脈沖能量工作模塊，沿光路輸出方向為第二基頻光全反鏡(9)、第二增益介質(11)、第二腔內透鏡(13)、第二二色鏡(14)、第一二色鏡(15)、聲光Q開關(16)、基頻光半波片(17)、參量光全反鏡(18)、非線性晶體(19)及輸出鏡(20)依次排列；

將聲光Q開關(16)的驅動頻率設置為高重復頻率模式，旋轉泵浦光半波片(2)的角度，使經過泵浦光半波片(2)的泵浦光變為P偏振泵浦光，P偏振泵浦光透過偏振分光鏡(3)，再經第一聚焦組件(4)、第一泵浦光全反鏡(6)及第一基頻光全反鏡(8)后聚焦到第一增益介質(10)中，第一增益介質(10)吸收P偏振泵浦光能量后實現粒子數反轉，經聲光Q開關(16)調制變為脈沖模式激光，且調整基頻光半波片(17)的光軸方向與S偏振方向一致，在高重復頻率/高平均功率工作模塊內振蕩產生高重復頻率/高平均功率運轉的S偏振基頻光，當高重復頻率/高平均功率運轉的S偏振基頻光的能量密度達到光參量振蕩器模塊閾值時，非線性晶體(19)吸收高重復頻率/高平均功率運轉的S偏振基頻光并通過頻率下轉換，在光參量振蕩器模塊之間產生高重復頻率/高平均功率的中紅外參量光，部分高重復頻率/高平均功率的中紅外參量光經由輸出鏡(20)輸出到腔外；

將聲光Q開關(16)的驅動頻率設置為低重復頻率模式，旋轉泵浦光半波片(2)的角度，使經過泵浦光半波片(2)的泵浦光變為S偏振泵浦光，S偏振泵浦光通過偏振分光鏡(3)全部反射，再經第二聚焦組件(5)、第二泵浦光全反鏡(7)及第二基頻光全反鏡(9)后聚焦到第二增益介質(11)中，第二增益介質(11)吸收S偏振泵浦光能量后實現粒子數反轉，經聲光Q開關(16)調制變為脈沖模式激光，且調整基頻光半波片(17)的光軸方向與S偏振方向成45度角，在低重復頻率/高脈沖能量工作模塊內振蕩產生低重復頻率/高脈沖能量的S偏振基頻光，當低重復頻率/高脈沖能量的S偏振基頻光的能量密度達到光參量振蕩器模塊閾值時，非線性晶體(19)吸收低重復頻率/高脈沖能量的S偏振基頻光并通過頻率下轉換，在光參量振蕩器模塊之間產生低重復頻率/高脈沖能量的中紅外參量光，部分低重復頻率/高脈沖能量的中紅外參量光經由輸出鏡(20)輸出到腔外。