[发明专利]一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器

权利要求书

1.一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，包括沿光路传输方向依次设置的振荡级和放大级；

所述振荡级包括：沿光路传输方向依次设置的泵浦源、耦合器、第一谐振腔镜M₁、电光调Q晶体、起偏器、掺铒单晶光纤、第二谐振腔镜M₂、光隔离器；所述泵浦源为970nmLD光纤耦合泵浦源；

所述振荡级中，第一谐振腔镜M₁与第二谐振腔镜M₂之间采用970nmLD光纤耦合泵浦源的端面泵浦掺铒单晶光纤，并通过电光调Q晶体产生高光束质量的窄脉宽激光，将所产生的该高光束质量的窄脉宽激光传输至放大级中；

所述放大级包括：掺铒激光晶体棒和LD侧面泵浦系统；所述LD侧面泵浦系统为970nmLD侧面泵浦系统；

所述放大级将振荡级所产生的高光束质量的窄脉宽激光作为种子光源，采用970nmLD侧面泵浦系统泵浦掺铒激光晶体棒，将种子光源放大后获得高功率、高光束质量的2.7～3μm纳秒级的窄脉宽中红外激光。

2.根据权利要求1所述的一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，所述第一谐振腔镜M₁为介质镜，第一谐振腔镜M₁的入射面镀有970nm增透膜，第一谐振腔镜M₁的出射面镀有970nm增透且2.7～3μm波段全反射的膜；所述第二谐振腔镜M₂为两侧面均镀有部分透过膜的输出镜，且部分透过膜在2.7～3μm波段透过率为0.5～5％；所述光隔离器为针对2.7～3μm激光仅能单方向通过的器件。

3.根据权利要求1所述的一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，所述电光调Q晶体为LGS即La₃Ga₅SiO₁₂晶体，或LN即LiNbO₃晶体。

4.根据权利要求1所述的一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，所述掺铒单晶光纤和所述掺铒激光晶体棒均以Er³⁺为激活离子，掺Er³⁺浓度范围均为5～50at％，以石榴石、钙钛矿、倍半氧化物、氟化物系列晶体中的一种作为基质晶体；所述掺铒单晶光纤的直径为100～1000μm，所述掺铒激光晶体棒的直径为1～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，所述起偏器为以布儒斯特角放置Al₂O₃片堆；或者，将单晶光纤双端面以布儒斯特角进行切割加工，即可直接输出偏振光，从而取代所述起偏器。

6.根据权利要求1或5所述的一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器，其特征在于，所述放大级包括按照光路传输方向依次设置的多级放大单元，每级放大单元均包括掺铒激光晶体棒及LD侧面泵浦系统，且后一级放大单元的掺铒激光晶体棒的直径，比前一级放大单元的掺铒激光晶体棒的直径大。