[實用新型]一種多波長中紅外序列脈沖激光器

有效

• 申請號: 202123141366.5
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN216489003U
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李青松;張志強;李曄;李川;韓松;李朝陽;雷婕妤;史俊鋒
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備研究院
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/131
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 尤樟華

本實用新型提供一種多波長中紅外序列脈沖激光器，其包括沿光路布置的泵浦激光器模塊、激光調Q模塊、光束控制模塊和中紅外激光模塊；其中，泵浦激光器模塊用于產生連續泵浦光；激光調Q模塊用于對泵浦激光器模塊的腔內損耗調節以使得連續泵浦光形成序列脈沖激光，序列脈沖激光也用于作為中紅外激光模塊的泵浦光；光束控制模塊用于對形成的序列脈沖激光進行光束整形；中紅外激光模塊用于吸收序列脈沖激光并形成周期性輸出的多波長中紅外激光。該激光器作為一種新型固體激光器，相比于現有的中紅外激光器，具有多波長高頻時序輸出，且各輸出波長均具有重復頻率高、峰值功率高的特點，在拓展中紅外激光器的實用化和應用范圍具有極為重要的意義。

技術領域

本實用新型涉及激光技術領域，尤其涉及一種多波長中紅外序列脈沖激光器。

背景技術

中紅外波段作為衰減最小的大氣窗口，在成像、遙感、通信、醫療、光譜學等諸多領域都有著極其重要的應用價值及前景。

現有技術中，由長春理工大學的刑爽等人在《光子學報》2018年第6期發表的論文“基于多周期MgO：PPLN的內腔寬調諧連續中紅外光參量振蕩器”公開了一種基于摻氧化鎂鈮酸鋰晶體的光參量振蕩器產生3.2-4.1um連續中紅外激光的新技術，具體如圖1所示。原理圖中基頻光的諧振腔為平平腔，光參量振蕩器(OPO)為V型腔。光參量振蕩器包括808nm的光纖激光器101、1：1.5的縮束鏡組102、平面鏡103、Nd:YVO4晶體104、紫銅熱沉105、焦距為150mm的聚焦透鏡106、15°偏轉鏡107、MgO:PPLN晶體108、溫控爐109、平面鏡110和平面鏡111。其中，泵浦光從808nm光纖激光器101射出，通過縮束鏡組102，在諧振腔103→104→106→111中形成1064nm基頻光激光振蕩。同時，腔內器件107→108→110→111構成V型腔在1064nm基頻光的作用下進行光參量振蕩，輸出信號光和閑頻光。其中信號光為近紅外波段，閑頻光為中紅外波段。

上述現有技術以下不足：其一，無法實現波長的快速切換。已知技術采用溫度控制和平移PPLN晶體的方式實現波長的切換，但溫度控制常以分鐘為單位，平移PPLN晶體以秒為單位，無法實現快速切換。其二，輸出激光為連續激光，無脈沖激光特性?，F有技術采用連續激光泵浦，并不具備脈沖激光特性，即無重頻特性，表現為峰值功率極低(等于平均功率，瓦級)。其三，光-光轉換效率低。中紅外激光產生原理為光參量振蕩器(OPO)，其轉換效率與峰值功率呈正相關關系。

因此，需要一種新型的序列脈沖激光器是一個亟待解決的問題。

實用新型內容

鑒于此，本實用新型實施例提供了一種多波長中紅外序列脈沖激光器，以消除或改善現有技術中存在的一個或更多個缺陷。

本實用新型的技術方案如下：

所述激光器包括沿光路布置的泵浦激光器模塊、激光調Q模塊、光束控制模塊和中紅外激光模塊；其中，所述泵浦激光器模塊用于產生激勵所述中紅外激光模塊的連續泵浦光；所述激光調Q模塊用于對所述泵浦激光器模塊的腔內損耗調節以使得所述連續泵浦光形成序列脈沖激光，所述序列脈沖激光也用于作為所述中紅外激光模塊的泵浦光；所述光束控制模塊用于對形成的所述序列脈沖激光進行光束整形并控制其與所述中紅外激光模塊的作用周期；所述中紅外激光模塊用于吸收所述序列脈沖激光并形成周期性輸出的多波長中紅外激光。

在一些實施例中，所述泵浦激光器模塊包括沿光路布置的側面泵浦激光、第一激光晶體、起偏器、半波片、輸入鏡和輸出鏡；其中，所述側面泵浦激光用于輸出激光，以給所述第一激光晶體提供泵浦能量；所述第一激光晶體用于吸收所述側面泵浦激光的能量，并輸出近紅外激光；所述起偏器用于對所述泵浦激光器模塊內形成的諧振腔的偏振特性進行控制，以保證輸出激光為偏振激光；所述半波片用于對偏振方向進行控制，以保證基頻光與所述激光調Q模塊的偏振匹配，從而產生腔內最大損耗；所述輸入鏡用于作為諧振腔的反射鏡，以保證激光的增益效果；所述輸出鏡用于作為諧振腔的輸出鏡，以保證激光的諧振增益。