[实用新型]一种二极管激光直接泵浦的微型中红外自光参量振荡器

说明书

本实用新型公开一种二极管激光直接泵浦的微型中红外自光参量振荡器，包括用于调整二极管激光光斑大小的短焦透镜、用于组成自光参量振荡器谐振腔的复合全反镜和复合输出镜以及能够同时实现基频光增益和非线性频率变换激光输出的复合型晶体，所述复合型晶体设置于复合全反镜和复合输出镜之间，所述短焦透镜设置于复合全反镜远离复合型晶体的一侧，二极管激光自短焦透镜端输入，经短焦透镜调整光斑大小后经复合全反镜进入复合型晶体，在复合型晶体和自光参量振荡器谐振腔的作用下实现中红外激光的有效输出。本实用新型的自光参量振荡器具有体积小、重量轻、光学构型简单、系统可靠等显著特征，解决了现有中红外固体激光技术结构复杂难以小型轻量化的难题。

技术领域

本实用新型属于激光器领域，具体地说涉及一种二极管激光直接泵浦的微型中红外自光参量振荡器。

背景技术

3-5μm的中红外固体激光器具有广泛的应用场景，例如光电作用、大气监测、分子光谱学、激光医疗、前沿科学等，在国防、科研及民用领域发挥着重要作用。目前，主要有两种技术途径实现3-5μm的中红外固体激光输出：1、基于能级跃迁的直接激射中红外固体激光器，如掺杂Er、Fe、Cr、Dy的固体激光器，其输出波长或泵浦波长受掺杂离子能级结构的严格限制；2、基于非线性频率变换的光参量振荡器(OPO)，其输出激光的波长范围调谐宽，泵浦激光波长也不受限制，是主流的技术路线之一。但OPO光学系统复杂，难以实现小型轻量化。在各类小型平台特殊军事应用中，对中红外固体激光器的体积、重量、散热和功耗等提出了苛刻要求，现有的传统技术路线(例如1μm激光泵浦PPLN OPO，或2μm激光泵浦ZGPOPO)通常由泵浦激光、基频激光、OPO谐振腔和各级间的耦合隔离系统组成，复杂的光路难以实现创新性紧凑化设计，制约了中红外光源技术在特殊军事等领域的应用需求中的发展。

在传统的中红外OPO中，基频光的产生和后续非线性频率变换为两个独立的功能模块，中间还需搭配复杂的光斑耦合和隔离系统，光学器件多和光路布局复杂等因素为中红外OPO的小型轻量化造成了难以逾越的障碍。

近年来，出现了一种将Nd离子掺杂到MgO:PPLN晶体的新型复合型晶体(Nd:MgO:PPLN)，在同一块晶体中同时实现基频光1.084μm增益和3-5μm的非线性频率变换激光输出，这种复合型的新技术称之为自光参量振荡器(Self-OPO)，它可以由808～815nm的二极管激光直接泵浦，基频光和参量光共用一个激光谐振腔，显著地提高了中红外固体激光的光学系统集成度，为小平台中红外固体光源的小型轻量化提供了新思路。

目前，国内外针对中红外Self-OPO技术的研究报道还比较少，主要集中在晶体制作、参数表征、性能评估和出光原理验证等基础研究阶段，而专门针对小平台的中红外激光源的研究还处于空白，尚未见中红外自光参量振荡器在小型轻量化方面任何报道。

针对上述问题，特提出本实用新型。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种二极管激光直接泵浦的微型中红外自光参量振荡器。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种二极管激光直接泵浦的微型中红外自光参量振荡器，包括用于调整二极管激光光斑大小的短焦透镜、用于组成自光参量振荡器谐振腔的复合全反镜和复合输出镜以及能够同时实现基频光增益和非线性频率变换激光输出的复合型晶体，所述复合型晶体设置于复合全反镜和复合输出镜之间，所述短焦透镜设置于复合全反镜远离复合型晶体的一侧，二极管激光自短焦透镜端输入，经短焦透镜调整光斑大小后经复合全反镜进入复合型晶体，在复合型晶体和自光参量振荡器谐振腔的作用下实现中红外激光的有效输出。