[發明專利]一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置及方法

在審

• 申請號: 202210177210.2
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114649734A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 韋俊雄;邵國棟;向陽;陳少祥
• 申請（專利權）人: 武漢華日精密激光股份有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/081
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

1.一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：包括納秒脈沖OPO基頻泵浦源、第一調節器、全反鏡、連續波OPO基頻泵浦源、第二調節器、分束鏡、平凸透鏡、雙色鏡和OPO環形腔；所述OPO環形腔包括第一平凹全反鏡、第二平凹全反鏡、第一平面全反鏡、第二平面全反鏡和非線性晶體；所述納秒脈沖OPO基頻泵浦源發出的納秒泵浦光經第一調節器調節功率和偏振方向，之后經全反鏡反射到分束鏡上；所述連續波OPO基頻泵浦源發出的連續泵浦光經第二調節器調節功率和偏振方向后照射到分束鏡上；兩束泵浦光經分束鏡組合后，經平凸透鏡聚焦后照射到第一平凹全反鏡上，之后射入非線性晶體進行非線性頻率變換生成信號光和閑頻中紅外激光；閑頻中紅外激光和剩余的泵浦光經第二平面全反鏡透射到雙色鏡并通過雙色鏡分開；信號光依次經第二平凹全反鏡、第一平面全反鏡、第二平面全反鏡、第一平凹全反鏡反射至非線性晶體，形成振蕩閉合回路。

2.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述非線性晶體置于溫控爐中，并整體置于水平滑臺上。

3.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述第一調節器和所述第二調節器的結構相同，均包括依次設置的第一半波片、偏振分束鏡和第二半波片。

4.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述納秒脈沖OPO基頻泵浦源為調Q半導體激光器，輸出功率為30W，脈寬為2-26 ns，重復頻率為20-100 kHz，中心波長為1064 nm。

5.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述連續波OPO基頻泵浦源為連續摻釔光纖激光器，輸出功率為30W，線寬小于90 kHz，中心波長為1064.1 nm。

6.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述非線性晶體采用長度為38 mm、厚度為1 mm的5% MgO:PPLN，光柵極化周期為29.5~31.5 μm，周期步長為0.5 μm。

7.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述第一平凹全反鏡和第二平凹全反鏡的曲率半徑均為150 mm。

8.如權利要求1所述的一種用于產生寬調諧窄線寬中紅外激光的裝置，其特征在于：所述第一平凹全反鏡、第二平凹全反鏡、第一平面全反鏡、第二平面全反鏡均有鍍膜，且泵浦1064 nm的透射率T90%，在2-4 μm光譜范圍的透射率T80%，在1.3-1.9μm光譜范圍的反射率R99%。

9.一種采用如權利要求1-8任一項所述的裝置輸出寬調諧窄線寬中紅外激光的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、納秒脈沖OPO基頻泵浦源發出的納秒泵浦光經第一調節器調節功率和偏振方向后照射到全反鏡上，經全反鏡反射到分束鏡上；連續波OPO基頻泵浦源發出的連續泵浦光經第二調節器調節功率和偏振方向后照射到分束鏡上；

S2、兩束泵浦光經分束鏡組合后，經平凸透鏡聚焦后照射到第一平凹全反鏡上，之后射入非線性晶體進行非線性頻率變換生成信號光和閑頻中紅外激光；

S3、閑頻中紅外激光和剩余的泵浦光經第二平面全反鏡透射到雙色鏡并通過雙色鏡分開；信號光依次經第二平凹全反鏡、第一平面全反鏡、第二平面全反鏡、第一平凹全反鏡反射至非線性晶體，形成振蕩閉合回路。

10.如權利要求9所述的輸出寬調諧窄線寬中紅外激光的方法，其特征在于：通過調節非線性晶體的位置選擇不同的光柵極化周期，和/或通過調節非線性晶體的溫度，從而獲得一定波長的信號光以及閑頻中紅外激光。