[发明专利]一种级联泵浦的宽调谐3μm波段中红外激光器

说明书

本申请涉及一种级联泵浦的宽调谐3μm波段中红外激光器。该中红外激光器包括：采用光纤耦合输出半导体激光器作为泵浦源，泵浦源的输出端与石英光纤的一端连接，石英光纤的另一端的末端刻写有石英光纤光栅，石英光纤的另一端与掺铒ZBLAN光纤的一端连接，掺铒ZBLAN光纤的另一端与掺镝ZBLAN光纤的一端连接，掺镝ZBLAN光纤的另一端与光纤端帽连接，光纤端帽的输出方向上设置了中红外透镜，且中红外透镜的焦点处落在光纤端帽的输出口，中红外透镜的输出方向上设置了双折射滤波片，双折射滤波片的输出方向上设置了输出耦合镜，输出耦合镜镀有对中红外激光部分反射部分透射的宽波段介质膜的面与双折射滤波片相对，使得设备结构简单可靠，成本低。

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，特别是涉及一种级联泵浦的宽调谐3μm波段中红外激光器。

背景技术

中红外可调谐激光在军事、医疗、遥感、通信、以及工业加工等领域有着重要的应用价值。在光谱学、环境和大气科学研究等领域，中红外波段处于“分子指纹”区，对应着NO₂、N₂O、CO、CO₂、CH₄这些氮氧化物和碳氧化物等主要大气污染气体的分子特征指纹谱，在大气污染监控治理和化学成分分析等领域有着重要应用；在生物医疗领域，中红外波段激光在激光手术应用中具有创面小、止血性好等优点，可快速、准确的切除外表层组织，被称为医疗中的黄金手术刀；在国防军事领域，中红外波段激光是实现光电对抗和激光雷达的重要光源；此外，中红外波段激光在中红外超连续谱光源、远程遥感、以及自由空间光通讯等众多领域都有着潜在的重要应用，展现出了令人瞩目的发展前景。

目前，获得中红外波段可调谐激光的主要方案是基于非线性光参量频率转换方法的光参量振荡器(OPO)和光参量放大器(OPA)，利用非线性晶体将技术上十分成熟的近红外波段超快抽运激光通过频率变换，实现中红外波段激光输出。这些方案虽然能够产生宽调谐的中红外波段激光，却需要高性能的近红外激光器作为泵浦源，造成设备成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低设备成本的级联泵浦的宽调谐3μm波段中红外激光器。

一种级联泵浦的宽调谐3μm波段中红外激光器，所述中红外激光器包括：泵浦源、石英光纤、掺铒ZBLAN光纤、掺镝ZBLAN光纤、光纤端帽、中红外透镜、双折射滤波片和输出耦合镜，所述泵浦源为光纤耦合输出半导体激光器；

所述泵浦源的输出端与所述石英光纤的一端连接，所述石英光纤的另一端的末端刻写有石英光纤光栅，所述石英光纤的另一端与所述掺铒ZBLAN光纤的一端连接，所述掺铒ZBLAN光纤的另一端与所述掺镝ZBLAN光纤的一端连接，所述掺镝ZBLAN光纤的另一端与所述光纤端帽连接，所述光纤端帽的输出方向上设置了中红外透镜，且所述中红外透镜的焦点处落在光纤端帽的输出口，所述中红外透镜的输出方向上设置了双折射滤波片，所述双折射滤波片的输出方向上设置了输出耦合镜，所述输出耦合镜镀有对中红外激光部分反射部分透射的宽波段介质膜的面与双折射滤波片相对；

所述泵浦源发出的泵浦光经过所述石英光纤和所述石英光纤光栅后，进入所述石英光纤光栅与所述输出耦合镜之间构成的激光谐振腔，被所述掺铒ZBLAN光纤吸收后激发出第一中红外激光，所述第一中红外激光被所述掺镝ZBLAN光纤吸收产生第二中红外激光，所述第二中红外激光经过所述光纤端帽输出至所述中红外透镜准直后，穿过所述双折射滤波片后由所述输出耦合镜输出第三中红外激光。

在其中一个实施例中，所述第一中红外激光的波长为2.8μm。

在其中一个实施例中，所述第二中红外激光为可调谐宽波段激光。

在其中一个实施例中，所述石英光纤的另一端与所述掺铒ZBLAN光纤的一端通过熔接方式连接。

在其中一个实施例中，所述掺铒ZBLAN光纤的另一端与所述掺镝ZBLAN光纤的一端通过熔接方式连接。