[發明專利]一種緊湊型中遠紅外激光裝置

有效

• 申請號: 202110561536.0
• 申請日: 2021-05-22
• 公開（公告）號: CN113314937B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 宗楠;申玉;彭欽軍;楊峰;薄勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所;齊魯中科光物理與工程技術研究院
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108;H01S3/08;H01S3/042;H01S3/16
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明涉及固體激光器技術領域，特別涉及一種緊湊型中遠紅外激光裝置，包括高反鏡、激光增益模塊、偏振片、輸入鏡、非線性光學介質、第一輸出鏡和第二輸出鏡；其中，所述高反鏡、激光增益模塊、偏振片和第一輸出鏡依次設置，并組成第一激光諧振腔；所述高反鏡、激光增益模塊、偏振片和輸入鏡、非線性光學介質和第二輸出鏡依次設置，并組成第二激光諧振腔；所述輸入鏡、非線性光學介質和第二輸出鏡依次設置，并組成第三激光諧振腔。與現有技術相比，本發明采用優化的諧振腔結構設計，尤其是通過Tm:YAG晶體產生高功率～2μm偏振激光后腔內OPO產生中遠紅外激光變頻激光輸出，使裝置結構緊湊，占用空間小，成本低，且大幅提高輸出功率。

技術領域

本發明涉及固體激光器技術領域，特別涉及一種緊湊型中遠紅外激光裝置。

背景技術

中遠紅外激光源在材料加工、醫療和探測領域應用廣泛。目前，獲得中紅外激光源主要是通過ZnGeP₂(簡稱ZGP)晶體變頻(如光參量OPO)產生，具體地，通常先采用790nm LD泵浦Tm:YLF晶體產生1.9μm線偏振光，再利用所產生的1.9μm線偏振光泵浦Ho:YAG晶體產生2.07μm激光，之后通過光參量變頻過程，產生中紅外激光。在上述中紅外激光源獲得過程中，所用ZGP晶體僅能采用2μm以上激光進行泵浦，而且由于其物理過程多且復雜，相應采用的系統效率不高，系統小型化等實用化性能也受限。

發明內容

本發明的目的是提供一種緊湊型中遠紅外激光裝置，以占用空間小的緊湊型結構實現中遠紅外激光輸出，且提高輸出功率，降低成本。

本發明解決技術問題的技術方案是：一種激緊湊型中遠紅外激光裝置，包括高反鏡、激光增益模塊、偏振片、輸入鏡、非線性光學介質、第二輸出鏡和第一輸出鏡；其中，所述高反鏡、激光增益模塊、偏振片和第一輸出鏡依次設置，并組成第一激光諧振腔；所述高反鏡、激光增益模塊、偏振片和輸入鏡、非線性光學介質和第二輸出鏡依次設置，并組成第二激光諧振腔；所述輸入鏡、非線性光學介質和第二輸出鏡依次放置，并組成第三激光諧振腔。

進一步地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，通過所述偏振片分離產生兩組光，其中，所述兩組光對應的光路分別為第一光路和第二光路；所述第一輸出鏡沿所述第一光路設置；所述輸入鏡、非線性光學介質和第二輸出鏡沿所述第二光路依次設置。

優選地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，通過所述偏振片分離產生反射光和透射光；其中，所述反射光對應的光路為所述第一光路，所述透射光對應的光路為所述第二光路；或者，所述反射光對應的光路為所述第二光路，所述透射光對應的光路為所述第一光路。

進一步地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述激光增益模塊包括泵源、激光增益介質和散熱裝置，其中，所述激光增益介質內置于所述散熱裝置中，所述泵源設置在所述激光增益介質的側部或者端部。

優選地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述激光增益介質由Tm：YAG晶體材料構成。

優選地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述泵源為波長在780nm～790nm波段的激光二極管。

進一步地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述非線性光學介質由ZGP晶體材料構成。

優選地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，在所述高反鏡、所述第一輸出鏡、所述第二輸出鏡和所述輸入鏡上均設有針對基頻激光的鍍膜，在所述第二輸出鏡和所述輸入鏡上均設有針對目標波長變頻激光的鍍膜；所述第一激光諧振腔和所述第二激光諧振腔均為基頻激光諧振腔，所述第三激光諧振腔為目標波長變頻激光諧振腔。

較佳地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述基頻激光為2μm波段的激光。

較佳地，在本發明所述的緊湊型中遠紅外激光裝置中，所述目標波長變頻激光為2μm～14μm波段的激光。