[发明专利]高亮度的中波红外激光器

说明书

高亮度的中波红外激光器，它涉及一种固体激光器，属于光学领域，解决现有中红外固体激光器输出功率低、光束质量差且亮度低的问题。高亮度的中波红外激光器包括第一平凸透镜、第二平凸透镜、泵浦光分光镜、输入镜、一号ZnGeP₂晶体、单共振输出镜、第一反射镜、第二反射镜、平凹透镜、第一二色镜、第二二色镜、第三反射镜、第四反射镜、第三二色镜和二号ZnGeP₂晶体；所述的单共振输出镜为3.7μm～4μm短波单共振输出镜或所述的单共振输出镜为4.4μm～4.7μm长波单共振输出镜。本发明用于高亮度的中波红外激光器。

技术领域

本发明涉及一种固体激光器，属于光学领域。

背景技术

3μm～5μm波段的中红外激光在遥感、光电对抗、光谱学、材料加工与医学等领域有很高的应用价值，而提高3μm～5μm中波红外激光的亮度，能够强化在这些领域的作用效果，如提高遥感与光谱测量的信噪比与精度，提高光电对抗的距离，提高材料加工的范围等。

获得高功率的3μm～5μm激光最有效的手段是通过光学参量振荡器(OPO)对2μm波段激光进行频率下转换。光学参量振荡器是由谐振腔和非线性晶体两部分组成，其谐振腔一般为线形腔或平面环形腔，激光在谐振腔内的振荡方式为双谐振，随着输出功率的增加，其光束质量随之变差，即亮度没有等比例增加，且受到非线性晶体抗损伤能力的限制，单个晶体仅能承受有限的泵浦光，难以实现较高的功率输出，因此难以实现高亮度的3μm～5μm激光。如现有3μm～5μm波段中红外固体激光器输出功率为14.9W时，光束质量为3。

由以上可知，现有中红外固体激光器存在输出功率低、光束质量差且亮度低的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有中红外固体激光器输出功率低、光束质量差且亮度低的问题，提供了高亮度的中波红外激光器。

高亮度的中波红外激光器包括第一平凸透镜、第二平凸透镜、泵浦光分光镜、输入镜、一号ZnGeP₂晶体、单共振输出镜、第一反射镜、第二反射镜、平凹透镜、第一二色镜、第二二色镜、第三反射镜、第四反射镜、第三二色镜和二号ZnGeP₂晶体；

所述的单共振输出镜为3.7μm～4μm短波单共振输出镜；

所述的第一平凸透镜和泵浦光分光镜构成一号耦合系统；所述的第三反射镜、第四反射镜和第二平凸透镜构成二号耦合系统；

所述的输入镜、一号ZnGeP₂晶体、单共振输出镜、第一反射镜、第二反射镜和平凹透镜构成ZnGeP₂光学参量振荡器；

所述的第三二色镜和二号ZnGeP₂晶体构成ZnGeP₂光学参量放大器；

一束2.1μm脉冲泵浦激光垂直入射至一号耦合系统，经一号耦合系统进行光束变换后，一部分泵浦光被泵浦光分光镜反射至第三反射镜，剩余泵浦光以45°角入射至输入镜；

透过输入镜的泵浦光经过一号ZnGeP₂晶体，将部分泵浦光转化为3μm～5μm激光，剩余泵浦光经单共振输出镜透射出；

经一号ZnGeP₂晶体产生的3μm～5μm激光4.4μm～4.7μm长波分量全部经由单共振输出镜透射出去，经一号ZnGeP₂晶体产生的3μm～5μm激光3.7μm～4μm短波分量的一部分经由单共振输出镜透射出，剩余部分经由单共振输出镜反射至第一反射镜；

入射至第一反射镜的3.7μm～4μm激光经由第一反射镜反射至平凹透镜的凹面，平凹透镜将3.7μm～4μm激光扩束，变化光斑大小、发散角与透过输入镜的泵浦光相匹配；