[发明专利]一种差频产生中红外飞秒激光的方法及装置

说明书

本发明提供了一种差频产生中红外飞秒激光的方法及装置，属于超快激光技术领域，其基于被动同步Yb光纤与Er光纤飞秒激光差频产生中红外飞秒激光，包括步骤：将Yb光纤振荡器和Er光纤振荡器共用一单模光纤，以实现所述Yb光纤振荡器和所述Er光纤振荡器锁模后的飞秒脉冲序列同步；经放大、合并后注入至PPLN晶体中进行差频，以产生中红外飞秒激光。本发明提供的一种差频产生中红外飞秒激光的方法及装置，具有效率高，具有大功率输出的优点，而且稳定性和可靠性得到了改善，具有实现高平均功率飞秒中红外激光的优势，具有重要的应用价值和科学意义。

技术领域

本发明涉及超快激光技术领域，特别是涉及一种差频产生中红外飞秒激光的方法及装置。

背景技术

波长范围在3～5μm的中红外激光由于处在大气窗口，对大雾、烟尘等具有较强的穿透力，在通信、环境探测、测距、激光雷达以及目标干扰等方面具有重要的应用。在这个波段的飞秒激光又由于具有高峰值功率，更有利于在大气中的传输和与物质相互作用，比如在大气中的成丝，高次谐波的产生等，所以发展中红外波段的飞秒激光脉冲具有重要的科学价值和应用前景。

目前能直接产生该波段的激光器只有掺Er的YAG晶体、氟化物晶体、化学材料等为数不多的几种激光材料，由于这些材料的光学性能不够理想、输出功率有限，因此针对该波段的激光器件多为采用常规激光泵浦的参量振荡和参量放大激光器，但由于需要近红外激光作为泵浦光源，造成参量激光复杂的结构、输出功率低、运行困难等缺点限制了其应用。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种差频产生中红外飞秒激光的方法，以提出一种中红外飞秒激光产生的新方法，解决当前中红外激光输出功率低，结构复杂，运行困难等缺点。

本发明的一个目的是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种差频产生中红外飞秒激光的装置，以基于被动同步Yb光纤与Er光纤飞秒激光差频产生中红外飞秒激光的不同波长激光器。

特别地，本发明提供了一种差频产生中红外飞秒激光的方法，基于被动同步Yb光纤与Er光纤飞秒激光差频产生中红外飞秒激光，包括以下步骤：

将Yb光纤振荡器和Er光纤振荡器共用一单模光纤，以实现所述Yb光纤振荡器和所述Er光纤振荡器锁模后的飞秒脉冲序列同步；

经放大、合并后注入至PPLN晶体中进行差频，以产生中红外飞秒激光。

可选地，还包括步骤：

将差频产生的中红外飞秒激光注入到ZEBLAN光纤中进一步放大。

可选地，还包括步骤：

将差频产生的中红外飞秒激光经由氟化钙材料玻璃块进行压缩。

本发明还提供了一种差频产生中红外飞秒激光的装置，包括依次放置的Yb光纤飞秒振荡器、Er光纤飞秒振荡器、单模光纤、平移台、Yb光纤放大器、Er光纤放大器、第一压缩器、第二压缩器、激光合束镜片组、PPLN晶体、ZEBLAN(即采用ZEBLAN材料(zr,Ba,La,Al,Nd)为激光介质的非线性光纤激光器)光纤放大器、玻璃块压缩器；

所述Yb光纤飞秒振荡器，用于产生中心波长为1030nm的飞秒脉冲序列；

所述Er光纤飞秒振荡器，用于产生中心波长为1560nm的飞秒脉冲序列；

所述Yb光纤放大器，用于将Yb光纤飞秒振荡器输出的脉冲序列进行放大；

所述Er光纤放大器，用于将Er光纤飞秒振荡器输出的脉冲序列进行放大；

所述第一压缩器，用于将Yb光纤放大器放大后的激光进行压缩到飞秒脉冲宽度，即得到1030nm飞秒激光；