[发明专利]高能量中红外飞秒激光器及其中红外飞秒激光产生方法

权利要求书

1.一种高能量中红外飞秒激光器，其特征在于：包括依次设置的中红外皮秒脉冲激光光路、中红外激光放大器和脉冲压缩器；

其中，中红外激光放大器采用多冲程板条放大结构。

2.根据权利要求1所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，所述中红外激光放大器包括第一反射镜、第一腔镜、中红外激光增益介质、第二腔镜、第二反射镜和中红外激光泵浦源，第一腔镜和第二腔镜上下设置形成放大腔，中红外激光增益介质设置在放大腔内，第一反射镜、第二反射镜分别倾斜设置在中红外激光增益介质的两端，分别作为中红外激光放大器的输入端和输出端，中红外激光泵浦源设置在第一腔镜的上方或者第二腔镜的下方，第一腔镜和第二腔镜的角度可调节。

3.根据权利要求1所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，中红外皮秒脉冲激光光路包括2微米飞秒激光振荡器、光隔离器、脉冲展宽器、2微米激光放大器和再生放大器同步泵浦光参量振荡器、第一双色镜、第二双色镜；

2微米飞秒激光振荡器、光隔离器、脉冲展宽器、2微米激光放大器、再生放大器同步泵浦光参量振荡器和第一双色镜同光轴设置；脉冲压缩器、中红外激光放大器和第二双色镜依次同光轴设置，第一双色镜和第二双色镜均倾斜设置、倾斜方向相反、位于同一竖直光轴上。

4.根据权利要求3所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，所述2微米飞秒激光振荡器为2微米全固态飞秒锁模激光器或者2微米光纤飞秒锁模激光器；

所述2微米激光放大器为棒状放大结构、板条放大结构和碟片放大结构中的一种。

5.根据权利要求3所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，所述中红外激光增益介质为Fe²⁺掺杂II-VI族三元激光晶体材料，包所述中红外激光增益介质为Fe:ZnS、Fe:ZnSe、Fe:ZnMnSe、Fe:ZnMgSe、Fe:CdMnTe、Fe:CdTe和Fe:CdHgTe中的一种。

6.根据权利要求3所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，所述第一双色镜和第二双色镜的第一面均镀有对2微米激光的高透膜和中红外激光的高反膜；所述第一双色镜和第二双色镜的第二面均镀有对2微米激光的高透膜；

所述第一反射镜和第二反射镜的第一面均镀有对中红外激光的高反膜；

所述第一腔镜和第二腔镜的第一面均镀有对泵浦光的增透膜和中红外激光的高反膜，所述第一腔镜和第二腔镜的第二面均镀有对泵浦光的增透膜。

7.根据权利要求2所述的高能量中红外飞秒激光器，其特征在于，所述中红外激光泵浦源为高能量的2.7-3.0微米波段纳秒脉冲激光器；

中红外激光泵浦源的数量为2，2个中红外激光泵浦源分别设置在第一腔镜的上方、第二腔镜的下方。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的高能量中红外飞秒激光器的红外飞秒激光产生方法，其特征在于，包括：中红外皮秒脉冲激光光路产生中红外皮秒脉冲激光，中红外皮秒脉冲激光输入中红外激光放大器产生能量为E1的中红外皮秒脉冲激光，最后由脉冲压缩器输出能量为E2的中红外飞秒脉冲激光，E1＞E2，其中，

中红外皮秒脉冲激光输入中红外激光放大器产生能量为E1的中红外皮秒脉冲激光的步骤包括：中红外皮秒脉冲激光通过第一反射镜后反射到第一腔镜，经第一腔镜反射后第一次通过中红外激光增益介质并入射到第二腔镜，经过第二腔镜反射后第二次通过中红外激光增益介质并入射到第一腔镜，经过第一腔镜反射后第三次通过中红外激光增益介质并入射到第二腔镜，如此反复，直至中红外皮秒脉冲激光最后一次通过第二腔镜反射后经过第二反射镜输出，从而实现了中红外脉冲激光多次经过中红外激光增益介质实现高增益放大。