[发明专利]太赫兹激光器

说明书

本公开提供一种太赫兹激光器，包括：处于第一轴线且按顺序布置的固定光栅、第一ZnSe增透窗片、TEA二氧化碳增益模块、第二ZnSe增透窗片、全反射金镜，全反射金镜的镜面法线与第一轴线成45度，第一和第二ZnSe增透窗片分别密封固定在TEA二氧化碳增益模块两端，光栅与全反射金镜分别以一定距离固定在TEA二氧化碳增益模块左右两侧；处于第二轴线的石英晶体片、太赫兹激光增益区、曲率全反射金镜和二色片，石英晶体片与太赫兹激光增益区的右端密封连接，曲率全反射金镜与太赫兹激光增益区的左端密封连接，二色片位于太赫兹激光增益区的内部，与第二轴线成45度角，太赫兹激光增益区右端的上侧面与第三ZnSe增透窗片密封连接，且二色片位于第三ZnSe增透窗片的正下方。

技术领域

本发明涉及一种太赫兹激光器，具体地涉及一种二氧化碳激光器泵浦气体的太赫兹激光器。

背景技术

光泵气体太赫兹激光器及其谐振腔的研究较早，关于二氧化碳激光器为泵浦源的外腔光泵气体太赫兹激光器已相对成熟。二氧化碳激光器的外腔光泵气体太赫兹激光器具有输出脉冲能量高，峰值功率高的优势。

但现有的二氧化碳激光泵浦太赫兹激光器采用的是外腔泵浦结构，泵浦激光只能单程单次，最多一次往返经过太赫兹增益区，泵浦激光利用率低，会有一部分泵浦激光浪费。要想获得高功率，大能量输出，只能增加泵浦激光能量和增加太赫兹增益区的长度，从而导致TEA二氧化碳激光器的体积和太赫兹激光器的体积，能量利用率较低，光光转化效率低，不能充分利用泵浦能量等。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

在现有二氧化碳激光器外腔光泵气体太赫兹谐振腔技术下，太赫兹激光器体积较大，能量利用率较低，光光转化效率低，不能充分利用泵浦能量。鉴于此，做出本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种太赫兹激光器，其特征在于，包括：处于第一轴线且按顺序布置的固定光栅、第一ZnSe增透窗片、TEA二氧化碳增益模块、第二ZnSe增透窗片、全反射金镜，且其中全反射金镜的镜面法线与第一轴线成45度角，第一ZnSe增透窗片和第二ZnSe增透窗片分别密封固定在TEA二氧化碳增益模块的两端，光栅与全反射金镜分别以一定距离固定在TEA二氧化碳增益模块的左右两侧；处于第二轴线的石英晶体片、太赫兹激光增益区、曲率全反射金镜和二色片，其中石英晶体片与太赫兹激光增益区的右端密封连接，曲率全反射金镜与太赫兹激光增益区的左端密封连接，二色片位于太赫兹激光增益区的内部，与第二轴线成45度角，太赫兹激光增益区右端的上侧面与第三ZnSe增透窗片密封连接，且二色片位于第三ZnSe增透窗片的正下方，其中所述全反射金镜的朝向使得将入射的二氧化碳激光反射向第三ZnSe增透窗片，且所述二色片的朝向使得将入射的二氧化碳激光反射向太赫兹激光增益区。

进一步地，二色片的中心与位于太赫兹激光增益区右端的石英晶体片所在平面的距离为40mm，且二色片的中心与位于太赫兹激光增益区右端的上侧面的第三ZnSe增透窗片所在平面的距离也是40mm。

进一步地，二色片对45度角入射的9-10.6微米的二氧化碳激光的反射率大于0.92，对45度角入射的太赫兹激光的透射率大于0.75。

进一步地，第三ZnSe增透窗片、石英晶体片、曲率全反射金镜和太赫兹激光增益区10构成一个密封闭合的腔体。

进一步地，石英晶体片是太赫兹激光器的输出耦合腔镜，其对太赫兹激光的透射率在0.70-0.85之间。

进一步地，太赫兹激光增益区内填充有太赫兹增益气体，气体压强在20Pa-3500Pa之间。