[发明专利]腔内泵浦中红外脉冲激光器

说明书

本发明提供了一种腔内泵浦中红外脉冲激光器，包括：具有泵浦激光器和第一谐振腔的激光泵浦模块；其中，第一谐振腔包括掺铥钇铝石榴石晶体；泵浦激光器输出泵浦光，掺铥钇铝石榴石晶体吸收泵浦光并输出2μm近红外激光。泵浦光波长调谐模块，位于第一谐振腔内，用于对2μm近红外激光进行波长调谐。激光调Q模块，位于第一谐振腔内，用于调整波长调谐后的2μm近红外激光的Q值。包括第二谐振腔的中红外激光模块，第二谐振腔包括掺镨氟化锂钇晶体；掺镨氟化锂钇晶体用于吸收2μm近红外激光并输出4.4μm中红外激光，以在第二谐振腔中形成4.4激光振荡。该激光器通过使用掺镨氟化锂钇晶体输出4.4μm中红外激光，不需温控且光转换效率高。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种腔内泵浦中红外脉冲激光器。

背景技术

3～5μm的中红外波段不仅是衰减最小的大气窗口，且同时覆盖了众多原子、分子的吸收峰；因此位于3～5μm中红外波段的激光在遥感、医疗、通信、光谱学等诸多领域有着极其重要的而应用价值及应用前景。为了获得中红外波段的激光，现有技术中一般是使用光参量振荡器的方式使激光器输出中红外波段激光。

图2为现有技术中的一种产生4.1μm中红外激光的激光器的结构示意图。如图2所示，泵浦光从808nm光纤激光器51射出，通过缩束镜组52，在谐振腔平面镜53→Nd：YVO₄晶体54→聚焦透镜56→平面镜61中形成1064nm基频光激光振荡；同时，腔内器件偏转镜57→MgO：PPLN晶体58→平面镜60→平面镜61构成V型腔在1064nm基频光的作用下进行光参量振荡，输出信号光和闲频光；其中信号光为近红外波段，闲频光为中红外波段；紫铜热沉55对Nd：YVO₄晶体54进行散热，温控炉59控制MgO：PPLN晶体58的温度。

上述方案中的光参量振荡器的输出波长取决于MgO：PPLN晶体8的温度、极化周期和基频光波长，为了获得稳定波长的中红外激光输出，必须对MgO：PPLN晶体8的温度进行精确控制；并且在光参量振荡过程中不仅产生中红外的闲频光，同时还产生近红外的信号光，信号光的输出功率远高于闲频光，继而降低了中红外闲频光的光转换效率；使得在4.4um中红外附近，其光学转换效率小于5％。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种腔内泵浦中红外脉冲激光器，以在不需要对晶体进行精准的温度控制的情况下提高中红外激光的光转换效率。

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种腔内泵浦中红外脉冲激光器，该激光器包括：

激光泵浦模块，包括泵浦激光器和第一谐振腔；其中，所述第一谐振腔包括掺铥钇铝石榴石晶体；所述泵浦激光器用于输出泵浦光；所述掺铥钇铝石榴石晶体用于对所述泵浦光进行能量吸收并输出2μm近红外激光，以在所述第一谐振腔中形成2μm激光振荡；

泵浦光波长调谐模块，位于所述第一谐振腔内，用于对2μm近红外激光进行波长调谐，以匹配掺镨氟化锂钇晶体的吸收峰；

激光调Q模块，位于所述第一谐振腔内，用于调整波长调谐后的2μm近红外激光的Q值，以将波长调谐后的2μm近红外激光转化为脉冲激光；

中红外激光模块，包括位于所述第一谐振腔中的第二谐振腔，所述第二谐振腔包括掺镨氟化锂钇晶体；所述掺镨氟化锂钇晶体用于对波长调谐且调整Q值后的2μm近红外激光进行能量吸收并输出4.4μm中红外激光，以在所述第二谐振腔中形成4.4激光振荡，并从所述第二谐振腔的输出镜输出4.4μm中红外激光。