[发明专利]一种轻小型长波红外激光产生装置

权利要求书

1.一种轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：包括主光路上依次排列的泵浦激光器(1)、半波片(2)、一号耦合系统(3)、复合光参量振荡器(4)、二号耦合系统(5)、长波红外光参量放大器(6)以及平面分光镜(7)；所述的复合光参量振荡器(4)包括耦合输入镜(4.1)、一号光参量振荡晶体(4.2)、一号平面镜(4.3)、二号平面镜(4.4)、二号光参量振荡晶体(4.5)和耦合输出镜(4.6)；

所述的泵浦激光器(1)输出波长为1.06μm的线偏振激光，半波片(2)将泵浦激光器中的一部分调整为与线偏振激光正交的偏振态，两种偏振的泵浦光经一号耦合系统(3)缩束后通过耦合输入镜(4.1)注入到复合光参量振荡器(4)中，泵浦光中的一部分通过一号光参量振荡晶体(4.2)在环形谐振腔内发生OPO过程，产生波长为λ1的中红外闲频光并由耦合输出镜(4.6)输出，作为长波红外OPA所需的种子光；另一部分泵浦光通过二号光参量振荡晶体(4.5)在环形谐振腔内发生OPO过程，产生波长为λ2的中红外闲频光并由耦合输出镜(4.6)输出，作为长波红外OPA的泵浦光，所述λ1＞λ2；耦合输出镜(4.6)输出的两束中红外激光分别作为种子光和泵浦光经二号耦合系统(5)后注入长波红外光参量放大器(6)，通过OPA过程，功率较低的中红外种子光被放大，同时产生长波红外闲频光输出，并被平面分光镜(7)反射后获取，剩余的中红外种子光和泵浦光则被平面分光镜(7)透射掉。

2.根据权利要求1所述的轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：所述的泵浦激光器(1)选用输出波长1.06μm的线偏振的脉冲固体激光器或光纤激光器或主振功率放大系统MOPA。

3.根据权利要求2所述的轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：所述泵浦激光器(1)的调Q方式包括电光调Q和声光调Q；泵浦方式为氙灯泵浦或激光二极管泵浦，或二者组合的泵浦方式；激光增益介质为Nd:YAG或Nd:YVO₄或Nd:YLF或掺镱光纤。

4.根据权利要求1所述的轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：所述的半波片(2)为1.06μm的λ/2波片，用于将线偏振的1.06μm泵浦光转换为具有两个正交偏振状态的部分偏振光，并且偏振正交的这两种成分之间的比例按需求连续可调。

5.根据权利要求1所述的轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：所述的复合光参量振荡器(4)为环形腔结构，集成了两个中红外OPO，两个OPO均为信号光单共振。

6.根据权利要求1所述的轻小型长波红外激光产生装置，其特征在于：所述一号光参量振荡晶体(4.2)为KTiOAsO₄、LiNbO₃、LiInS₂、BaGa₄S₇、PPLN晶体中的一种，用于产生低功率的波长为λ1的中红外激光；所述二号光参量振荡晶体(4.5)为KTiOPO₄、RbTiOAsO₄、LiNbO₃、LiInS₂、LiGaS₂、LiGaSe₂、BaGa₄S₇晶体中的一种，用于产生高功率的波长为λ2的中红外激光。

7.根据权利要求4所述的复合光参量振荡器，其特征在于：所述的耦合输入镜(4.1)、一号平面镜(4.3)、二号平面镜(4.4)和耦合输出镜(4.6)构成复合光参量振荡器的谐振腔，该环形谐振腔集成了基于一号光参量振荡晶体(4.2)和二号光参量振荡晶体(4.5)的两个OPO。