[发明专利]光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器

权利要求书

1.一种光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，它包括两个1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)，其特征在于：它还包括单掺Ho激光器(2)和3μm-5μm ZnGeP2光学参量振荡器(3)，

单掺Ho激光器(2)的特征输出波长为2.1μm，

单掺Ho激光器(2)由第一耦合系统(2-1)、第二耦合系统(2-2)、平面输入镜(2-3)、折叠镜(2-4)、单掺Ho晶体(2-5)、石英声光调Q晶体(2-6)和平凹输出镜(2-7)组成，

3μm-5μm ZnGeP2光学参量振荡器(3)由第三耦合系统(3-1)、第一平面镜(3-2)、第二平面镜(3-3)、ZnGeP2晶体(3-4)和二色片(3-5)组成，

一个1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)发射的激光束通过第一耦合系统(2-1)耦合后，经由平面输入镜(2-3)透射后入射至单掺Ho晶体(2-5)；另一个1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)发射的激光束通过第二耦合系统(2-2)耦合后，经由折叠镜(2-4)透射后入射至单掺Ho晶体(2-5)，单掺Ho晶体(2-5)对其两侧入射的光纤激光束进行吸收后，产生2.1μm波长的激光，该2.1μm波长的激光通过折叠镜(2-4)反射至石英声光调Q晶体(2-6)，石英声光调Q晶体(2-6)对输入的激光进行调制后，入射至平凹输出镜(2-7)，通过平凹输出镜(2-7)输出Ho激光；

该Ho激光经第三耦合系统(3-1)耦合后变换成近平行光进入第一平面镜(3-2)，由第一平面镜(3-2)透射的激光由ZnGeP2晶体(3-4)吸收并进行频率下转换后，依次经由第二平面镜(3-3)和二色片(3-5)透射后输出，获得3μm-5μm波段激光。

2.根据权利要求1所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：所述第一耦合系统(2-1)和第二耦合系统(2-2)的结构相同、且呈镜像对称设置，第一耦合系统(2-1)由准直镜(2-11)和聚集透镜(2-12)组成，

一个1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)发射的光纤激光束经过准直镜(2-11)变换成平行光束，该平行光束由聚集透镜(2-12)耦合后，经由平面输入镜(2-3)透射后入射至单掺Ho晶体(2-5)。

3.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：第三耦合系统(3-1)由正透镜(3-11)和负透镜(3-12)组成，

平凹输出镜(2-7)输出的Ho激光经由正透镜(3-11)和负透镜(3-12)耦合后变换成近平行光进入第一平面镜(3-2)。

4.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：折叠镜(2-4)与第二耦合系统(2-2)的光轴呈45°设置。

5.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：第一平面镜(3-2)镀2μm高透膜和3μm-5μm高反膜。

6.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：第二平面镜(3-3)镀2μm高透膜和3μm-5μm的部分透射膜，透过率为30-50％。

7.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：ZnGeP2晶体(3-4)端面镀2μm和3-5μm的高增透膜，切割角度55°，采用第一类相位匹配方式。

8.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：二色片(3-5)镀2μm高反膜和3μm-5μm高增透膜。

9.根据权利要求1或2所述的光纤激光器泵浦的高功率3μm-5μm波段固体激光器，其特征在于：1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)由792nm的激光二极管(1-1)、传导光纤(1-2)、双包层光敏光纤(1-3)、光纤光栅(1-4)和单掺铥Tm石英光纤(1-5)组成，

光纤光栅(1-4)设置在双包层光敏光纤(1-3)的传输路径上，

792nm的激光二极管(1-1)发射的792nm的激光经传导光纤(1-2)、双包层光敏光纤(1-3)以及光纤光栅(1-4)传输，再被单掺铥Tm石英光纤(1-5)吸收后，产生1.9μm激光，作为1.9μm单掺铥Tm光纤激光器(1)发射的激光束；

传导光纤(1-2)与双包层光敏光纤(1-3)焊接连接，双包层光敏光纤(1-3)与单掺铥Tm石英光纤(1-5)焊接连接。