[发明专利]一种基于全光纤激光器泵浦的中红外光参量振荡器

说明书

本发明提供了一种基于全光纤激光器泵浦的中红外光参量振荡器。激光二极管其尾端的光纤通过光纤熔接机与泵浦合束器进行连接；泵浦合束器输出端与第一增益光纤相连接；第一增益光纤，第一反射型光纤布拉格光栅，第一聚焦透镜，第一平面反射镜，第二聚焦透镜，非线性晶体依次排布；三维调整架，作用是调节放置于其上的非线性晶体的空间位置，使得聚焦后的光束准确打入非线性晶体内。第二反射型光纤布拉格光栅，第三反射型光纤布拉格光栅，第二增益光纤，第四反射型光纤布拉格光栅依次相连；第四反射型光纤布拉格光栅连接泵浦合束器。本发明解决传统全固态激光器体积庞大、结构复杂的问题，实现结构紧凑、高稳定性及高转换效率的中红外光参量振荡器。

技术领域

本发明属于激光领域。

背景技术

中红外激光(3～5μm)在环境监测、激光雷达、红外遥感、精密光谱分析、医学诊断和治疗、军事红外对抗等诸多领域有着广阔的应用前景和不可替代的重要作用，一直以来成为人们的研究热点。而基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体的光学参量振荡器(OPO)技术是实现3～5μm中红外激光输出的有效途径，它利用非线性晶体的频率下转换作用，将高频的泵浦光转换为低频的信号光和中红外闲频光。

中红外光参量振荡器主要由泵浦源和光参量振荡器两部分结构组成。然而，传统的光参量振荡器大多采用半导体泵浦的全固态激光器作为泵浦源，这类激光器系统较为庞大，在高功率运转时热效应显著，输出激光的光束质量会严重劣化，不利于非线性频率变换过程；与传统空间结构的固体激光器泵浦源相比，利用光纤激光器作为光学参量变换过程的泵浦光源，具有结构灵活紧凑，可集成化和小型化，实用性强，成本低；全光纤化的结构设计，有着环境适应能力强，工作稳定可靠等的优点；可实现高亮度、高光束质量的基频激光输出，转换效率高。

目前暂无公开的使用全光纤结构的纳秒脉冲光纤激光器作为光参量振荡器泵浦源的装置和方案。一般而言传统的光参量振荡器大多采用半导体泵浦的全固态激光器作为泵浦源，这类激光器系统较为庞大，在高功率运转时热效应显著，输出激光的光束质量会严重劣化，不利于非线性频率变换过程。同时，此类激光器需使用复杂庞大的水冷系统以及大量的空间元器件，不利于系统的封装集成。

在采用全固态激光器作为光参量振荡器的泵浦源时有着如下的缺点：

1)体积庞大、结构复杂、不利于中红外光参量振荡器的小型化、集成化。

2)需使用大量的空间元器件，容易受到外部环境的干扰，且整机成本高昂。

3)全固态激光器在高功率运转时热效应显著，晶体内会出现热透镜效应等问题，输出激光的光束质量会严重劣化，不利于非线性频率变换过程，导致转换效率低。

光纤激光器采用掺稀土离子光纤作为增益介质，相较于其他类型的激光器而言，其有着许多优异的特性。

发明内容

1.一种基于全光纤激光器泵浦的中红外光参量振荡器，其特征在于：

激光二极管101，其尾端的光纤通过光纤熔接机与201泵浦合束器进行连接；

泵浦合束器201，其输入端与激光二极管的尾纤相连接，输出端与第一增益光纤301相连接；第一增益光纤301，第一反射型光纤布拉格光栅401，第一聚焦透镜501，第一平面反射镜601，第二平面反射镜602，第二聚焦透镜502，非线性晶体901依次排布；

三维调整架701，作用是调节放置于其上的非线性晶体901的空间位置，使得聚焦后的光束准确打入非线性晶体内；

温控炉801，作用是调节非线性晶体的温度，调节其工作温度然后调整非线性变频产生的闲频波长，从而得到宽调谐范围的中红外激光输出。

第二反射型光纤布拉格光栅402，第三反射型光纤布拉格光栅403，第二增益光纤302，第四反射型光纤布拉格光栅404，依次相连；第四反射型光纤布拉格光栅404连接泵浦合束器201；