[发明专利]一种高功率连续可调谐中红外激光器

权利要求书

1.一种高功率连续可调谐中红外激光器，包括：后腔镜(1)，调Q元件(2)，泵浦源(3)，激光增益介质(4)，F-P标准具(5)，输出腔镜(6)，反射镜(7)，拉曼多程池(8)，拉曼多程池腔镜一(9)，拉曼多程池腔镜二(10)；其特征在于：二个泵浦源(3)分别放置在激光增益介质(4)的上下两侧对激光增益介质进行侧泵，按从左至右的顺序后腔镜(1)、调Q元件(2)、激光增益介质(4)、F-P标准具(5)、输出腔镜(6)依次放置，共同构成拉曼多程池的泵浦装置，泵浦装置发出的泵浦光进入拉曼多程池(8)，对拉曼多程池(8)中的拉曼气体进行泵浦，使其产生二阶拉曼效应输出高功率中红外激光，通过调节F-P标准具5实现对拉曼多程池输出的高光束质量的高功率中红外激光连续调谐。

2.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：泵浦装置发出的泵浦光经反射镜(7)反射后进入拉曼多程池(8)。

3.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：激光增益介质可以采用Nd³⁺:YAG晶体和Nd³⁺:YAG陶瓷以及钕玻璃等中的一种，相对而言钕玻璃加工成本低，易于得到大体积的激光增益介质，有利于高功率激光输出，而且钕玻璃发射线宽较宽，有利于增加拉曼多程池输出的中红外激光的调谐范围，钕玻璃激光上能级寿命较长利于储存能量，将其和调Q技术相结合可以输出高峰值功率的调Q巨脉冲，提高拉曼多程池泵浦光的功率以提高其输出中红外激光的功率。

4.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：泵浦源可以采用闪光灯或半导体激光器阵列等进行泵浦。

5.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：后腔镜(1)与输出腔镜(6)之间的激光谐振腔采用非稳腔结构，有利于增大泵浦光的利用率提高输出功率，可以采用双凸、双凹或凹凸等非稳腔结构，相对而言输出镜采用两镜面的曲率半径R₁等于R₂的薄透镜的虚共焦非稳凹凸腔，输出激光束等相位面近似为平面，具有较高的光束质量，有利于提高拉曼多程池输出的中红外激光光束质量。

6.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：采用F-P标准具对输出激光波长进行连续调谐，当激光增益介质采用钕玻璃棒时，拉曼多程池泵浦光波长可在1043nm和1063nm之间连续调谐，根据公式可求得拉曼多程池输出的中红外波长λ_S，其中λ_P为泵浦光波长，υ_a为拉曼频率，通过调节F-P标准具来调谐泵浦光波长λ_P，从而达到连续调谐拉曼多程池输出的中红外激光波长λ_S的目的。

7.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：每种拉曼气体都具有特定的拉曼频率υ_a，当在拉曼多程池中充入不同气体作为拉曼介质时可以产生不同波长λ_S的激光，可以实现在较大范围内对激光输出波长λ_S的连续调谐.。

8.根据权利要求1所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：拉曼池采用多程池结构设计，使泵浦光多次通过拉曼介质，泵浦光每次经过腔镜反射都会在腔内产生焦点，在焦点附近产生二阶拉曼效应，多程池结构增加了有效增益长度，提高中红外激光的产生效率，拉曼多程池腔镜镀有泵浦光和中红外光的高反膜，泵浦光入口处镀有泵浦光增透膜，出光口镀有中红外光增透膜和泵浦光高反膜。

9.根据权利要求1或8所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：拉曼多程池(8)是一个两端分别带有相对应透明窗口中空密闭腔室，二个腔镜相对安装在腔室内部，经一端的透明窗口进入腔室的激光于二个腔镜之间往复反射后由另一端的透明窗口输出。

10.根据权利要求9所述的高功率连续可调谐中红外激光器，其特征在于：经一端的透明窗口进入腔室的激光由一上腔镜边缘开设的第一通孔进入二个腔镜之间往复反射，激光于二个腔镜之间往复反射后由另一腔镜边缘开设的第二通孔通过另一端的透明窗口输出。