[发明专利]2.33μm激光光源以及全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器

权利要求书

1.全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：包括泵浦源、输入实芯光纤、第一级反共振空芯光纤、第二级反共振空芯光纤以及输出单元；所述泵浦源为1.5μm波段可调谐窄线宽激光光源，用于产生泵浦激光；所述泵浦源的输出端连接输入实芯光纤，第一级反共振空芯光纤的两端分别真空密封于第一气体腔和第二气体腔中，第二级反共振空芯光纤的两端分别真空密封于第二气体腔和第三气体腔中，输入实芯光纤的末端伸入第一气体腔与第一级反共振空芯光纤的输入端耦合连接，第一级反共振空芯光纤的输出端与第二级反共振空芯光纤的输入端同时熔入位于第二气体腔中的一段小玻璃棒内实现对接；第一级反共振空芯光纤、第二级反共振空芯光纤内填充的即增益介质为一氧化碳；1.5μm波段泵浦激光在第一级反共振空芯光纤的纤芯中与纤芯中充入的一氧化碳气体相互作用，受激辐射跃迁生成的2.33μm激光，2.33μm激光在第二级反共振空芯光纤的纤芯中与纤芯中充入的一氧化碳气体相互作用，受激辐射跃迁生成的4.66μm；第三气体腔中的第二级反共振空芯光纤的输出端通过输出单元，实现4.66μm激光的输出。

2.根据权利要求1所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：第一气体腔和第三气体腔连接有抽真空以及充气系统。

3.根据权利要求2所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：抽真空以及充气系统用于向对应的气体腔进行抽真空以及向对应的气体腔充入具有一定气压的一氧化碳气体以及缓冲气体；所述缓冲气体为氦气、氩气或者甲烷。

4.根据权利要求1所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述一氧化碳气体纯度为99.99％以上。

5.根据权利要求1所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：泵浦源为1.5μm波段可调谐、窄线宽、高功率连续或者脉冲激光器。

6.根据权利要求6所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：泵浦源为中心波长1566nm、1568nm、1583nm或者1588nm的可调谐、窄线宽、高功率脉冲或者连续激光器。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述输入实芯光纤的末端采用拉锥耦合的方式与第一级反共振空芯光纤的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的全光纤级联窄线宽4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述输出单元为一根实芯光纤，实芯光纤的输入端伸入第三气体腔内，对实芯光纤的输入端进行拉锥后与第二反共振空芯光纤的输出端耦合连接，在实芯光纤上刻写有光纤布拉格光栅，在4.66μm处具有较高透射率，用于滤除残余泵浦光；

或者，所述输出单元为设置在第三气体腔上的输出窗口，输出窗口对4.66μm激光具有高透射率，第二级反共振空芯光纤的输出端输出的4.66μm激光经第三气体腔上的输出窗口透射输出；

或者，所述输出单元为密封固定设置在第三气体腔上的中红外晶体端帽，中红外晶体端帽与第二级反共振空芯光纤的输出端空间对准，4.66μm激光经第三气体腔上的中红外晶体端帽输出。

9.2.33μm激光光源，其特征在于：包括泵浦源、输入实芯光纤、反共振空芯光纤以及输出单元；所述泵浦源为1.5μm波段可调谐窄线宽激光光源，用于产生泵浦激光；所述泵浦源的输出端连接输入实芯光纤，反共振空芯光纤的两端分别真空密封于第一气体腔和第二气体腔中，输入实芯光纤的末端伸入第一气体腔与第一级反共振空芯光纤的输入端耦合连接；反共振空芯光纤内填充的工作气体为一氧化碳；1.5μm波段泵浦激光在反共振空芯光纤的纤芯中与纤芯中充入的一氧化碳气体相互作用，受激辐射跃迁生成的2.33μm激光，第二气体腔中的反共振空芯光纤的输出端通过输出单元，实现2.33μm激光的输出；其中第一气体腔连接有抽真空以及充气系统，抽真空以及充气系统用于向对应的气体腔进行抽真空以及向对应的气体腔充入具有一定气压的一氧化碳气体以及缓冲气体。

10.根据权利要求9所述的2.33μm激光光源，其特征在于：所述输出单元为一根实芯光纤，实芯光纤的输入端伸入第二气体腔内，对实芯光纤的输入端进行拉锥后与反共振空芯光纤的输出端耦合连接，在实芯光纤上刻写有光纤布拉格光栅，在2.33μm处具有较高透射率，用于滤除残余泵浦光；

或者，所述输出单元为设置在第二气体腔上的输出窗口，输出窗口对2.33μm激光具有高透射率，反共振空芯光纤的输出端输出的2.33μm激光经第二气体腔上的输出窗口透射输出；

或者，所述输出单元为密封固定设置在第二气体腔上的中红外晶体端帽，中红外晶体端帽与反共振空芯光纤的输出端空间对准，2.33μm激光经第二气体腔上的中红外晶体端帽输出。