[发明专利]基于CdSe光学参量振荡器的远红外激光发生装置在审

专利信息
申请号: 201610224833.5 申请日: 2016-04-12
公开(公告)号: CN105633789A 公开(公告)日: 2016-06-01
发明(设计)人: 姚宝权;袁晋鹤;段小明;戴通宇;鞠有伦 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: H01S3/117 分类号: H01S3/117;H01S3/102;H01S3/16
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 牟永林
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 基于 cdse 光学 参量 振荡器 红外 激光 发生 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种远红外激光发生装置,属于远红外激光领域。

背景技术

波长为8μm至12μm的远红外激光处于大气透明窗口,位于有害化学药剂和工业排 放物等物质的本征吸收光谱带,因此该波段的激光被广泛地应用于大气污染物的检测。与 此同时,军用发动机尾焰的发射谱也位于该波段,因此该波段的激光在光电对抗领域亦有 应用价值。

分立波长的激光源,如二氧化碳激光器,能够产生该波段的激光,但是其产生激光的 波长固定,无法调谐,能够检测的物质的种类少。

量子级联激光器能够产生该波段的激光,但是其输出功率低,且光亮度十分有限。

频率下转换技术中的光学参量产生器和差频产生器,也能产生该波段的激光,但是光 学参量产生器要求皮秒和飞秒级的泵浦脉冲,差频产生器要求两个泵浦源,频率下转换技 术中的光学参量振荡器与光学参量产生器和差频产生器相比,仅需要一个纳秒级的脉冲泵 浦源,并且具有产生高平均功率、高脉冲能量红外激光的能力。

一直以来ZnGeP2晶体都是产生中红外和远红外激光的首选非线性材料,但是该材料 的透明光谱区在大于10μm波段会出现强烈的吸收,限制了它产生远红外激光的能力。而 CdSe晶体的透明光谱范围为2μm至24μm,这使得它能够有效地产生远红外激光。当前, 关于CdSe晶体的研究较少,且主要集中于差频产生器技术,产生的平均功率和能量也十 分有限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的ZnGeP2光学参量振荡器产生10μm以上远红外激光 的能力差的问题,提出了一种基于CdSe光学参量振荡器的远红外激光发生装置。

本发明所述的基于CdSe光学参量振荡器的远红外激光发生装置,它包括Ho:YAG固 体激光器、全反镜9、半波片10、CdSe光学参量振荡器、第一分光镜14和第二分光镜 15;

Ho:YAG固体激光器包括第一偏振片1、第一腔镜2、Ho:YAG晶体3、第二腔镜4、 第二偏振片5、声光Q开关6、F-P标准具7和第一输出镜8;

CdSe光学参量振荡器包括第三腔镜11、CdSe晶体12和第二输出镜13;

一束1.9μm水平偏振泵浦激光依次经第一偏振片1透射、第一腔镜2透射,射入 Ho:YAG晶体3的一个端面;

另一束1.9μm垂直偏振泵浦激光依次经第二偏振片5反射、第二腔镜4透射,射入 Ho:YAG晶体3的另一端面;

被双向泵浦的Ho:YAG晶体3产生2.09μm泵浦激光,声光Q开关6用于将该泵浦激 光转换为脉冲激光,F-P标准具7用于选择垂直偏振运转的脉冲激光,经F-P标准具7出 射的激光依次经第一输出镜8透射、全反镜9反射、半波片10水平旋转和第三腔镜11 透射,射入CdSe晶体12的一个端面;

CdSe光学参量振荡器为2.53μm至2.64μm激光单谐振结构,CdSe晶体12的切割角 度为71.5°;

被泵浦的CdSe晶体12同时产生2.53μm至2.64μm激光和10μm至12μm激光;

第二输出镜13为CdSe光学参量振荡器的输出镜;

第一分光镜14和第二分光镜15分别用于过滤CdSe光学参量振荡器输出的2.53μm 至2.64μm激光和2.09μm激光;

CdSe光学参量振荡器输出的10μm至12μm激光依次经第一分光镜14和第二分光镜 15的透射,射入外部空间。

Ho:YAG晶体3由两个1.9μm掺Tm光纤激光器双向泵浦;

CdSe晶体12的晶轴与入射2.09μm泵浦激光的夹角为α;

CdSe晶体12被泵浦后产生的两束激光的波长均与α同步变化,波长变化的范围分别 为2.53μm至2.64μm和10μm至12μm。

本发明所述的基于CdSe光学参量振荡器的远红外激光发生装置,CdSe晶体12对 10μm至12μm激光高透,解决了现有的ZnGeP2光学参量振荡器产生10μm以上远红外激 光能力差的问题;

声光Q开关6使射入其中的连续激光转化为具有高功率的激光脉冲,进而使所述远 红外激光发生装置输出的激光具有较高的平均功率;

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