[发明专利]可重频运转的中红外室温薄片Fe:ZnSe激光器

权利要求书

1.可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，包括：短脉冲激光泵浦源(1)、第一聚焦全反射镜(2)、第二聚焦全反射镜(3)、热沉(4)、Fe²⁺:ZnSe晶体(5)、水冷管道(7)和激光输出镜(8)；

所述短脉冲激光泵浦源(1)的脉冲宽度小于室温Fe²⁺:ZnSe晶体(5)的能级寿命，波长处于Fe²⁺:ZnSe晶体(5)的吸收光谱范围内；

所述第一聚焦全反射镜(2)将短脉冲激光泵浦源(1)输出的泵浦光束整形后射入Fe²⁺:ZnSe晶体(5)；

所述第二聚焦全反射镜(2)的个数为x/2-1个，x为泵浦程数，第二聚焦全反射镜(3)将未被Fe²⁺:ZnSe晶体(5)吸收的泵浦光束反射回Fe²⁺:ZnSe晶体(5)；

所述热沉(4)和Fe²⁺:ZnSe晶体(5)通过金属片(6)热熔焊接，金属片(6)为铟片或者锡片；

所述Fe²⁺:ZnSe晶体(5)采用高掺杂的薄片晶体，经金属片(6)与热沉(4)接触的一面镀泵浦激光与谐振激光的高反膜，另一面镀泵浦激光与谐振激光的增透膜，Fe²⁺:ZnSe晶体(5)的晶体厚度d与掺杂浓度n间的关系式为：

$d=-\frac{cos\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{\σ}nx}ln(I/I_0)$

式中，d为晶体厚度，θ为泵浦光入射角，I为晶体出射光强，I₀为入射光强，n为Fe离子掺杂浓度，σ为吸收截面；

Fe²⁺:ZnSe晶体(5)吸收第一聚焦全反射镜(2)射入的泵浦光束，将未被Fe²⁺:ZnSe晶体(5)吸收的泵浦光束反射至第二聚焦全反射镜(2)，并吸收第二聚焦全反射镜(2)射入的泵浦光束；

所述水冷管道(7)设置在热沉(4)内，将Fe²⁺:ZnSe激光晶体产生的热量迅速由冷却水带走；

所述激光输出镜(8)镀谐振激光半透半反膜，激光输出镜(8)与Fe²⁺:ZnSe晶体(5)共光轴设置，与Fe²⁺:ZnSe晶体(5)后端面的高反射膜构成激光谐振腔，用于输出Fe²⁺:ZnSe激光束。

2.根据权利要求1所述的可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，所述短脉冲激光泵浦源(1)为波长为2.94μm调Q Er:YAG激光器、2.7μm非链式脉冲氟化氢激光器，或3.8μm非链式脉冲氟化氘激光器。

3.根据权利要求1所述的可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，所述第一聚焦全反射镜(2)和第二聚焦全反射镜(3)均为泵浦激光高反射镜。

4.根据权利要求1所述的可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，所述x为四，第二聚焦全反射镜(3)为一个。

5.根据权利要求1所述的可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，所述热沉(4)上设有凹槽，Fe²⁺:ZnSe晶体(5)设置在凹槽内。

6.根据权利要求1所述的可重频运转的中红外室温薄片Fe²⁺:ZnSe激光器，其特征在于，所述热沉(4)为铜热沉。