[发明专利]一种可调谐宽带中红外激光系统

权利要求书

1.一种可调谐宽带中红外激光系统，其特征在于，所述系统包括：脉冲激光器、分束镜、第一脉冲展宽器、宽带信号光产生器、光路延时器、第二脉冲展宽器、耦合镜、非线性晶体、分光镜、脉冲压缩器；

所述脉冲激光器产生的脉冲激光，经所述分束镜分成两束脉冲激光，第一束脉冲激光经过所述第一脉冲展宽器，到达所述耦合镜，第二束脉冲激光经过所述宽带信号光产生器得到宽带信号光，所述宽带信号光经过所述第二脉冲展宽器，到达所述耦合镜，所述第一束脉冲激光和所述宽带信号光共同经过所述耦合镜，经所述耦合镜射出的所述第一束脉冲激光和所述宽带信号光，进入所述非线性晶体，得到放大后的宽带信号光、闲频光和残余泵浦光，通过所述分光镜，将所述闲频光、放大后的宽带信号光和残余泵浦光分离，所述脉冲压缩器将分离后的所述闲频光的脉宽压缩，得到中红外超短脉冲激光，其中，所述第一束脉冲激光为泵浦光；

所述光路延时器设置在所述第一脉冲展宽器和所述耦合镜之间或者所述第二脉冲展宽器和所述耦合镜之间，通过引入预设时间延时，使所述第一束脉冲激光和所述宽带信号光时间同步；

所述非线性晶体为满足II类准相位匹配的扇形结构周期性极化铌酸锂晶体，所述第一束脉冲激光为o偏振光，所述宽带信号光为e偏振光，所述闲频光为o偏振光；

所述脉冲激光器为790nm钛宝石飞秒激光器，所述第一束脉冲激光为790nm钛宝石飞秒激光；泵浦光与信号光的啁啾比σ，泵浦光的群速度υp，信号光的群速度υs，以及闲频光的群速度υi，其相互之间基本满足σ＝(1/υp-1/υi)/(1/υs-1/υi)的关系；

经过啁啾展宽的所述第一束脉冲激光，与经过啁啾展宽的所述宽带信号光的啁啾方向相反；所述第一束脉冲激光与所述宽带信号光在所述非线性晶体中作光参量放大，得到所述放大后的宽带信号光、闲频光和残余泵浦光；所述闲频光的带宽，由所述非线性晶体的相位匹配带宽决定；

通过以下其中一种方式，对产生的所述闲频光的中心波长进行调整：

调整所述宽带信号光产生器输出的宽带信号光的中心波长；

调整所述光路延时器引入的延时；

相应的，为保证所述闲频光中心波长的相位匹配，需要调整所述泵浦光和所述宽带信号光在所述满足II类准相位匹配的扇形结构周期性极化铌酸锂晶体中的横向作用区域；

在此基础上，通过调整所述第二脉冲展宽器对所述宽带信号光的啁啾展宽量，对所述宽带信号光与所述泵浦光的啁啾比进行调整，以此优化所述闲频光的带宽以及所述可调谐宽带中红外激光系统的能量转换效率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宽带信号光产生器为超连续谱产生器或者光学参量发生器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分光镜为对所述闲频光高透射、对所述泵浦光和所述放大后的宽带信号光高反射，或者是对所述闲频光高反射、对所述泵浦光和所述放大后的宽带信号光高透射的双色镜。