[发明专利]振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器

权利要求书

1.振荡器结构的窄线宽全光纤级联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、第一气体腔、反共振空芯光纤、第二气体腔和输出实芯光纤，所述泵浦源为中心波长为1566nm、1568nm、1583nm或者1588nm的可调谐、窄线宽、高功率脉冲或者连续激光光源，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的输入端，在输入实芯光纤上刻写第一输入光纤布拉格光栅和第二输入光纤布拉格光栅；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；在第一气体腔中，输入实芯光纤的输出端拉锥后与反共振空芯光纤的输入端耦合连接；在第二气体腔中，输出实芯光纤的输入端拉锥后与反共振空芯光纤的输出端耦合连接，输出实芯光纤的输出端伸出第二气体腔之外；第一气体腔或第二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抽真空以及向气体腔以及反共振空芯光纤的纤芯中充入具有一定气压的一氧化碳气体以及缓冲气体；在输出实芯光纤上刻写第一输出光纤布拉格光栅和第二输出光纤布拉格光栅；第一输入光纤布拉格光栅和第二输出光纤布拉格光栅组成一对光纤布拉格光栅，第二输入光纤布拉格光栅和第一输出光纤布拉格光栅组成一对光纤布拉格光栅，两对光纤布拉格光栅构成振荡器结构；通过真空以及充气系统向反共振空芯光纤的纤芯中充入一定气压的一氧化碳气体以及缓冲气体，通过气体分子之间的碰撞展宽增加CO气体分子的吸收线宽，使其覆盖泵浦激光的波长；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，在振荡器结构下，CO气体分子经过两级级联受激辐射跃迁，产生4.66μm激光输出。

2.根据权利要求1所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述缓冲气体为氦气、氩气或者甲烷。

3.根据权利要求1或2所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：第一气体腔或第二气体腔其侧面留有一气孔用于与抽真空以及充气系统连接。

4.根据权利要求3所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：抽真空以及充气系统包括真空泵、CO气瓶、缓冲气体气瓶、气压调节阀以及气压计，通过真空泵对对应气体腔抽真空；通过CO气瓶以及CO气路上的气压调节阀以及气压计，缓冲气体气瓶以及缓冲气体气路上的气压调节阀以及气压计实现对反共振空芯光纤中CO气体和缓冲气体的气压调节以及监测。

5.根据权利要求4所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联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。

6.根据权利要求1所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述输入实芯光纤和输出实芯光纤均采用中红外软玻璃光纤。

7.根据权利要求1所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：所述反共振空芯光纤为冰淇淋型反共振空芯光纤或者无节点型反共振空芯光纤。

8.根据权利要求1所述的振荡器结构的窄线宽全光纤级联4.66μm光纤气体激光器，其特征在于：第一输入光纤布拉格光栅和第二输入光纤布拉格光栅对4.66μm和2.33μm的激光具有98％以上的反射率；第一输出光纤布拉格光栅对2.33μm激光具有98％以上的反射率；第二输出光纤布拉格光栅对4.66μm激光具有10％-90％的透射率。