[发明专利]一种高重频、单纵模、窄脉宽2.79um的激光泵浦源

说明书

技术领域

本发明涉及中红外单纵模激光器领域，具体是一种高重频、单纵模、窄脉宽2.79 um的激光泵浦源。

背景技术

窄线宽5～8 μm中红外激光在外差传感、大气环境检测、高分子光谱等领域有重要的应用价值，而目前一般比较容易获取可调谐的窄线宽中红外激光的技术中，光参量技术因为高效、简便、宽调谐等优点获得了较快的发展和广泛的应用。通常，在5～8 μm参量激光的产生过程中，需要短波长的激光光源作为泵浦光源，而采用较为成熟的近红外（1～2 μm）激光光源作为泵浦源因为量子亏损严重的问题很难获取高效率的中外激光，因此，采用2.79 μm的脉冲中红外铒激光光源作为光参量系统的泵浦源可以解决量子亏损严重的问题，有效地提高参量光的转换效率。然而，采用光参量技术获取5～8 μm参量光的过程中，自由运转光参量系统激光输出的光谱宽度很宽，一般高达十几纳米甚至几十纳米，难以满足实际应用。实现窄线宽的参量光输出，单纵模窄线宽的泵浦源是一个重要且必备的条件；因此，窄线宽单纵模、脉冲的2.79 μm的中红外激光泵浦源对获取窄线宽5～8 μm中红外参量光的发展具有及其重要的战略意义。

在激光器振荡纵模控制技术中，众多选频元件（光栅、标准具）已经被广泛使用；例如，可以在激光器的谐振腔内直接插入透射式的标准具，或者直接选用反射式光栅作为激光谐振腔的腔镜。但是，采用腔内插入透射式标准具的方法直接控制激光的纵模数因加工工艺等原因导致严重的腔内损耗，这样，不仅会提高激光器的振荡阈值还会降低激光的效率；而常用的体光栅（VBG）的使用波段在2.7 μm以下，因此，在2.79 μm波长获取窄线宽单纵模的激光输出需要新的技术手段。

目前，查阅相关的文献，暂时未发现高重频、单纵模、窄脉宽2.79 μm激光泵浦源的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高重频、单纵模、窄脉宽2.79 um的激光泵浦源，以解决现有技术没有高重频、单纵模、窄脉宽2.79 μm激光泵浦源的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高重频、单纵模、窄脉宽2.79 um的激光泵浦源，其特征在于：包括种子注入双标准具耦合腔激光器、光纤耦合输出半导体激光器单元、声光调Q单元和标准具温度控制单元、其中：

种子注入双标准具耦合腔激光器包括Cr,Er,Pr:GYSGG激光晶体构成的激光晶体棒，所述激光晶体棒放置在热沉中，激光晶体棒前端前方位于激光晶体棒中心轴线延伸线上依次设置有声光调Q晶体、输出腔片，激光晶体棒后端后方位于激光晶体棒中心轴线延伸线上依次设置有45°合束镜、标准具反射镜，且45°合束镜中心位于激光晶体棒中心轴线延伸线上，位于45°合束镜中心左方并沿垂直于激光晶体棒中心轴线方向依次设有第一标准具、第二标准具，位于45°合束镜中心右方并沿垂直于激光晶体棒中心轴线方向设有准直聚焦透镜，该准直聚焦透镜一端朝向45°合束镜中心，由第一标准具反射镜、45°合束镜、激光晶体棒、声光调Q晶体、输出腔片构成主振荡腔，由第二标准具反射镜、第三标准具透射镜、45°合束镜、激光晶体棒、声光调Q晶体、输出腔片构成自种子注入腔；

标准具温控单元包括热沉及保温层、陶瓷加热片、温度传感器、智能温控器及恒压电源，其中第二标准具置于热沉及保温层中，陶瓷加热片紧贴热沉及保温层一侧，温度传感器紧贴热沉及保温层另一侧，陶瓷加热片和温度传感器分别与智能温控仪连接，恒压电源分别供电至陶瓷加热片和智能温控仪；

光纤耦合输出半导体激光器单元包括半导体LD模块、半导体激光电源及电源控制器、耦合光纤；半导体激光电源及电源控制器中，电源控制器与半导体激光电源连接，由电源控制器对半导体激光电源的参数进行设置和控制，半导体激光电源供电至半导体LD模块，半导体LD模块输出端通过耦合光纤与准直聚焦透镜另一端耦合连接；

声光调Q单元包括种子注入双标准具耦合腔激光器中的声光调Q晶体、射频调制器、驱动器、电源及散热器，所述射频调制器放置在散热器上，所述声光调Q晶体置于射频调制器内，电源供电至驱动器，驱动器与射频调制器连接，所述驱动器还与半导体激光电源及电源控制器中的电源控制器连接，由电源控制器产生同步脉冲信号对驱动器进行触发，并由驱动器根据触发信号驱动射频调制器工作，由射频调制器产生信号使声光调Q晶体工作；

光纤耦合输出半导体激光器单元中，半导体LD模块输出激光通过耦合光纤耦合至准直聚焦透镜，然后经45°合束镜反射至激光晶体棒中心，实现对激光晶体棒的泵浦；