[發(fā)明專利]一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110174114.8
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113036587B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 孫敦陸;張會麗;羅建喬;權聰;胡倫珍;韓志遠;董昆鵬;陳嶼威;程毛杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/0941;H01S3/06;H01S3/067;H01S3/115;H01S3/16;H01S3/23
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，包括沿光路傳輸方向依次設置的振蕩級和放大級；

所述振蕩級包括：沿光路傳輸方向依次設置的泵浦源、耦合器、第一諧振腔鏡M₁、電光調(diào)Q晶體、起偏器、摻鉺單晶光纖、第二諧振腔鏡M₂、光隔離器；所述泵浦源為970nmLD光纖耦合泵浦源；

所述振蕩級中，第一諧振腔鏡M₁與第二諧振腔鏡M₂之間采用970nmLD光纖耦合泵浦源的端面泵浦摻鉺單晶光纖，并通過電光調(diào)Q晶體產(chǎn)生高光束質(zhì)量的窄脈寬激光，將所產(chǎn)生的該高光束質(zhì)量的窄脈寬激光傳輸至放大級中；

所述放大級包括：摻鉺激光晶體棒和LD側(cè)面泵浦系統(tǒng)；所述LD側(cè)面泵浦系統(tǒng)為970nmLD側(cè)面泵浦系統(tǒng)；

所述放大級將振蕩級所產(chǎn)生的高光束質(zhì)量的窄脈寬激光作為種子光源，采用970nmLD側(cè)面泵浦系統(tǒng)泵浦摻鉺激光晶體棒，將種子光源放大后獲得高功率、高光束質(zhì)量的2.7～3μm納秒級的窄脈寬中紅外激光。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，所述第一諧振腔鏡M₁為介質(zhì)鏡，第一諧振腔鏡M₁的入射面鍍有970nm增透膜，第一諧振腔鏡M₁的出射面鍍有970nm增透且2.7～3μm波段全反射的膜；所述第二諧振腔鏡M₂為兩側(cè)面均鍍有部分透過膜的輸出鏡，且部分透過膜在2.7～3μm波段透過率為0.5～5％；所述光隔離器為針對2.7～3μm激光僅能單方向通過的器件。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，所述電光調(diào)Q晶體為LGS即La₃Ga₅SiO₁₂晶體，或LN即LiNbO₃晶體。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，所述摻鉺單晶光纖和所述摻鉺激光晶體棒均以Er³⁺為激活離子，摻Er³⁺濃度范圍均為5～50at％，以石榴石、鈣鈦礦、倍半氧化物、氟化物系列晶體中的一種作為基質(zhì)晶體；所述摻鉺單晶光纖的直徑為100～1000μm，所述摻鉺激光晶體棒的直徑為1～10mm。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，所述起偏器為以布儒斯特角放置Al₂O₃片堆；或者，將單晶光纖雙端面以布儒斯特角進行切割加工，即可直接輸出偏振光，從而取代所述起偏器。

6.根據(jù)權利要求1或5所述的一種基于摻鉺單晶光纖種子光源的放大中紅外激光器，其特征在于，所述放大級包括按照光路傳輸方向依次設置的多級放大單元，每級放大單元均包括摻鉺激光晶體棒及LD側(cè)面泵浦系統(tǒng)，且后一級放大單元的摻鉺激光晶體棒的直徑，比前一級放大單元的摻鉺激光晶體棒的直徑大。