[发明专利]一种可调谐中红外双频激光系统

说明书

本发明提供了一种可调谐中红外双频激光系统，采用单频激光通过声光晶体移频再合束的方法实现双频激光，通过光纤放大器后注入光参量振荡器中，实现中红外双频激光的输出；此外，本发明通过改变声光晶体的驱动频率，能够实现输出中红外双频激光拍频的可调谐。

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，具体涉及一种可调谐中红外双频激光系统。

背景技术

3-5μm中红外激光对烟雾、大气穿透力强，在大气中的氮气和氧气中传输衰减很低，是大气传输窗口的波段，因此在红外激光制导、红外激光雷达、红外激光通信、激光定向红外干扰等军事领域具有重要的应用。同时，3-5μm波段存在许多分子振动谱线，在光谱分析和环境质量监测领域也具有重要的应用。双频激光主要应用于相干探测领域，以双频激光的拍频信号为探测媒介，在保证很高的空间分辨率的同时具有更强的抗大气干扰能力，同时其信号处理系统采用成熟的微波信号处理系统。因此，双频3-5μm中红外激光是中红外相干激光雷达和差分吸收雷的重要激光源。光参量振荡是实现中红外激光的重要方法，具有波长调谐范围大、转换效率高、结构简单、稳定性好的优点。目前的光参量振荡器主要为单频光参量振荡，具有较大波长差的双波长光参量振荡也有报道，但是尚未有可调谐中红外双频激光的产生系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可调谐中红外双频激光系统，能够产生拍频可调谐的中红外双频闲频光。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种可调谐中红外双频激光系统，包括单频红外激光输出模块21、光纤分束器3、声光晶体4、光纤合束器6、光纤功率放大器7以及光参量振荡器20；

所述单频红外激光输出模块21用于输出频率为f₀的单频红外激光；

所述光纤分束器3用于按照预设的分光比将所述单频红外激光分为第一单频激光和第二单频激光，其中，所述第一单频激光直接入射到光纤合束器6，所述第二单频激光入射到声光晶体4后再入射到光纤合束器6；

所述声光晶体4用于将第二单频激光的频率变换为f₀+f_RF，其中，f_RF为声光晶体4的驱动频率；

所述光纤合束器6用于将所述第一单频激光与频率变换为f₀+f_RF的第二单频激光合成一路双频激光；

所述光纤功率放大器7用于将所述双频激光进行功率放大后，入射到所述光参量振荡器20；

所述光参量振荡器20用于将经过功率放大后的双频激光转化为中红外双频闲频光与近红外双频信号光，其中，所述近红外双频信号光在光参量振荡器20内振荡，所述中红外双频闲频光从所述光参量振荡器20中输出，从而得到中红外双频激光。

进一步地，所述光参量振荡器20包括第一平凹腔镜13、第一平面腔镜14、光参量振荡晶体15、第二平面腔镜17以及第二平凹腔镜18；

所述经过功率放大后的双频激光通过所述第一平凹腔镜13入射到光参量振荡晶体15后，从光参量振荡晶体15输出中红外双频闲频光与近红外双频信号光；

所述第二平凹腔镜18用于透射所述中红外双频闲频光，并将所述近红外双频信号光反射到第一平面腔镜14，则所述近红外双频信号光依次通过第一平面腔镜14与第二平面腔镜17反射回第一平凹腔镜13后，再次入射光参量振荡晶体15，实现在光参量振荡器20内的振荡。

进一步地，一种可调谐中红外双频激光系统，还包括温控炉16；

所述温控炉16用于改变光参量振荡晶体15的温度，实现中红外双频闲频光输出波长的可调谐。

进一步地，所述单频红外激光输出模块21包括808nm半导体激光器1与Nd:YAG晶体2；