[发明专利]基于自拉曼泵浦的2.9μm中红外固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及中红外固体激光器,特别是一种基于自拉曼泵浦的2.9μm中红外固体激光器。

背景技术

中红外激光器广泛应用于激光测距，激光遥感，激光成像，光电对抗，医学诊断和治疗，材料处理，光学信号处理，数据处理等领域。在一些领域中，需要达到高峰值功率、高光束质量、高重复频率和窄线宽等要求。固体激光器相对于其他种类的激光器更容易满足上述要求，可做成轻型、紧凑、高效器件，能够满足各个领域对技术指标的要求。

国内外学者对于中红外激光器进行了大量的理论和实践工作，现在产生2.9μm激光的技术尚未成熟。获得2.9μm激光的方法目前只有用1150μm LD泵浦Ho³⁺、Pr³⁺共掺光纤，但是这种方法会带来较大的损耗，大大降低了激光器的整机效率，结构相对比较复杂，更主要是成本也比较高。为实现2.9μm的高光束质量，高效率，高输出功率的中红外激光器，可以采用LD泵浦Yb:YVO₄晶体，利用自拉曼产生的光泵浦Ho:LuLiF₄晶体或Ho：YLiF₄晶体来完成。

发明内容

为了克服上述现有2.9μm激光技术的不足，本发明提供一种基于自拉曼泵浦的中红外2.9μm固体激光器，该激光器具有稳定性好，光束质量高，输出功率和效率都很高的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于自拉曼泵浦的2.9μm中红外固体激光器装置，特点在于其构成包括泵浦源、光束整形装置、输入耦合透镜、自拉曼晶体、Q开关、第一输出镜、第一全反镜、增益介质、第二全反镜和第二输出镜，上述各元部件的连接关系是：沿泵浦光路依次是所述的泵浦源、光束整形装置、输入耦合透镜、自拉曼晶体、Q开关、第一输出镜、增益介质、第一全反镜；沿激光光路依次是第二全反镜、增益介质、第二输出镜。

所述的自拉曼晶体为Ho：YLiF₄晶体，所述的增益介质是掺钬的Ho:LuLiF₄晶体或Ho：YLiF₄晶体并沿a轴切割，即a轴沿着激光方向，b轴沿泵浦光方向，所述的增益介质用铟片包裹置于具有微通道铜制热沉中，使用制冷水箱将温度控制在15℃～20℃。

所述的泵浦源是976nm激光二极管阵列，输出的光束质量高，能量密度高，发散角小。

所述的输入耦合透镜镀有R＞99.5%的1030nm和1144nm高反膜和T＞99%的976nm高透介质膜。

所述的第一输出镜镀R＞99.5%的1030nm高反膜和R=90%的1144nm的介质膜，用于1144nm的第一反射镜为平凹镜，镀R＞99.5%高反膜。

所述的第二全反镜和第二输出镜构成激光谐振腔，所述的第二全反镜为平平镜，所述的第二输出镜为平凹镜，分别位于所述的增益介质的两侧，所述的第二全反镜镀R＞99.5%的2.9μm高反膜，所述的第二输出镜镀R=95%的2.9μm介质膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用一定浓度的Ho:LuLiF₄或Ho：YLiF₄晶体，晶体沿a轴切割，放置于铜质热沉中，使用制冷水箱将温度控制在15℃～20℃。与普遍获得中红外激光的方式相比，利用LD泵浦的Yb:YVO₄晶体自拉曼光获得2.9μm激光输出具有吸收效果好，输出功率和效率高的特点。

本发明采用976nm的LD作为泵浦源，对Yb:YVO₄晶体进行泵浦，自拉曼输出的1144nm的光再对Ho:LuLiF₄或Ho：YLiF₄晶体进行泵浦。激光谐振腔采用平凹腔，腔长40mm,其中全反镜为平平镜，镀膜对2.9μm反射率大于99.5%，输出镜为平凹镜，曲率半径为250mm,对2.9μm反射率为95%。

本发明整机结构比较紧凑，有利于提高激光输出的和光束质量。

附图说明

图1为本发明基于自拉曼泵浦的2.9μm中红外固体激光器结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。