[發明專利]高能量中紅外飛秒激光器及其中紅外飛秒激光產生方法

在審

• 申請號: 202110594271.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113328332A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 代世波;朱思祁;張沛雄;尹浩;李真;陳振強
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/06;H01S3/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

1.一種高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于：包括依次設置的中紅外皮秒脈沖激光光路、中紅外激光放大器和脈沖壓縮器；

其中，中紅外激光放大器采用多沖程板條放大結構。

2.根據權利要求1所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，所述中紅外激光放大器包括第一反射鏡、第一腔鏡、中紅外激光增益介質、第二腔鏡、第二反射鏡和中紅外激光泵浦源，第一腔鏡和第二腔鏡上下設置形成放大腔，中紅外激光增益介質設置在放大腔內，第一反射鏡、第二反射鏡分別傾斜設置在中紅外激光增益介質的兩端，分別作為中紅外激光放大器的輸入端和輸出端，中紅外激光泵浦源設置在第一腔鏡的上方或者第二腔鏡的下方，第一腔鏡和第二腔鏡的角度可調節。

3.根據權利要求1所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，中紅外皮秒脈沖激光光路包括2微米飛秒激光振蕩器、光隔離器、脈沖展寬器、2微米激光放大器和再生放大器同步泵浦光參量振蕩器、第一雙色鏡、第二雙色鏡；

2微米飛秒激光振蕩器、光隔離器、脈沖展寬器、2微米激光放大器、再生放大器同步泵浦光參量振蕩器和第一雙色鏡同光軸設置；脈沖壓縮器、中紅外激光放大器和第二雙色鏡依次同光軸設置，第一雙色鏡和第二雙色鏡均傾斜設置、傾斜方向相反、位于同一豎直光軸上。

4.根據權利要求3所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，所述2微米飛秒激光振蕩器為2微米全固態飛秒鎖模激光器或者2微米光纖飛秒鎖模激光器；

所述2微米激光放大器為棒狀放大結構、板條放大結構和碟片放大結構中的一種。

5.根據權利要求3所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，所述中紅外激光增益介質為Fe²⁺摻雜II-VI族三元激光晶體材料，包所述中紅外激光增益介質為Fe:ZnS、Fe:ZnSe、Fe:ZnMnSe、Fe:ZnMgSe、Fe:CdMnTe、Fe:CdTe和Fe:CdHgTe中的一種。

6.根據權利要求3所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，所述第一雙色鏡和第二雙色鏡的第一面均鍍有對2微米激光的高透膜和中紅外激光的高反膜；所述第一雙色鏡和第二雙色鏡的第二面均鍍有對2微米激光的高透膜；

所述第一反射鏡和第二反射鏡的第一面均鍍有對中紅外激光的高反膜；

所述第一腔鏡和第二腔鏡的第一面均鍍有對泵浦光的增透膜和中紅外激光的高反膜，所述第一腔鏡和第二腔鏡的第二面均鍍有對泵浦光的增透膜。

7.根據權利要求2所述的高能量中紅外飛秒激光器，其特征在于，所述中紅外激光泵浦源為高能量的2.7-3.0微米波段納秒脈沖激光器；

中紅外激光泵浦源的數量為2，2個中紅外激光泵浦源分別設置在第一腔鏡的上方、第二腔鏡的下方。

8.一種基于權利要求1-7任一項所述的高能量中紅外飛秒激光器的紅外飛秒激光產生方法，其特征在于，包括：中紅外皮秒脈沖激光光路產生中紅外皮秒脈沖激光，中紅外皮秒脈沖激光輸入中紅外激光放大器產生能量為E1的中紅外皮秒脈沖激光，最后由脈沖壓縮器輸出能量為E2的中紅外飛秒脈沖激光，E1＞E2，其中，

中紅外皮秒脈沖激光輸入中紅外激光放大器產生能量為E1的中紅外皮秒脈沖激光的步驟包括：中紅外皮秒脈沖激光通過第一反射鏡后反射到第一腔鏡，經第一腔鏡反射后第一次通過中紅外激光增益介質并入射到第二腔鏡，經過第二腔鏡反射后第二次通過中紅外激光增益介質并入射到第一腔鏡，經過第一腔鏡反射后第三次通過中紅外激光增益介質并入射到第二腔鏡，如此反復，直至中紅外皮秒脈沖激光最后一次通過第二腔鏡反射后經過第二反射鏡輸出，從而實現了中紅外脈沖激光多次經過中紅外激光增益介質實現高增益放大。