[发明专利]基于偏振合束技术的高功率长波红外8μm～12μm的激光器

摘要

基于偏振合束技术的高功率长波红外8μm～12μm的激光器，涉及激光应用技术领域。解决了现有的以光学参量振荡(OPO)或者光参量放大(OPA)的方式获得的8μm～12μm激光的输出功率受限于晶体膜层损伤阈值的限制，使得单个谐振腔很难获得较高的输出功率的问题。将2.1μm脉冲激光分束后分别泵浦两个ZnGeP2光参量振荡器产生两束偏振态相互垂直的8μm～12μm远红外激光，使得单个ZnGeP2晶体上端面承受的泵浦光强度大大降低，并利用光参量放大技术将8μm～12μm激光进一步放大，最后将两束不用偏振的8μm～12μm激光合束成一束高功率的8μm～12μm激光。本发明适用于获取激光的场合。

主权项

基于偏振合束技术的高功率长波红外8μm～12μm的激光器，其特征在于，它包括一号耦合系统(5‑1)、二号耦合系统(5‑2)、三号耦合系统(1)、分光片(2)、一号反光镜(3)、1/2波片(4)、一号ZnGeP2光学参量振荡器(5)、二号ZnGeP2光学参量振荡器(6)、一号平面镜(9‑1)、二号平面镜(9‑2)、三号平面镜(10‑1)、ZnGeP2 光参量放大器(7)、一号反射镜(14)和偏振片(15)；一束2.1μm脉冲激光垂直入射至三号耦合系统(1)，经三号耦合系统(1)进行光束变换后以45°入射角入射至分光片(2)，经分光片(2)分为两束光，两束光均为水平偏振2.1μm激光；一束水平偏振2.1μm激光经分光片(2)反射后垂直入射至1/2波片(4)，经1/2波片(4)旋转为垂直偏振的偏振光，该垂直偏振的偏振光入射至一号耦合系统(5‑1)，经一号耦合系统(5‑1)进行光束变换后入射至一号ZnGeP2光学参量振荡器(5)，经一号ZnGeP2光学参量振荡器(5)进行非线性转换后获得一号输出激光，该一号输出激光由一束8μm～12μm水平偏振长波红外激光、一束2.8μm的中红外激光和一束2.1μm激光构成，一号ZnGeP2光学参量振荡器(5)的一号输出激光以45°入射角入射至一号平面镜(9‑1)，经一号平面镜(9‑1)将所述的一束2.1μm激光反射出去，同时一号平面镜(9‑1)对所述的一束8μm～12μm水平偏振长波红外激光和一束2.8μm的中红外激光透射后以45°入射角入射至三号平面镜(10‑1)，经三号平面镜(10‑1)将所述的一束2.8μm的中红外激光反射出去，同时三号平面镜(10‑1)对所述的一束8μm～12μm水平偏振长波红外激光透射后获得透射的8μm～12μm水平偏振的长波红外激光以45°入射角入射至偏振片(15)；另一束水平偏振2.1μm激光经分光片(2)透射后偏振态保持不变，并以45°入射角入射至一号反光镜(3)，经一号反光镜(3)反射后垂直入射至二号耦合系统(5‑2)，经二号耦合系统(5‑2)进行光束变换后入射至二号ZnGeP2光学参量振荡器(6)，经二号ZnGeP2光学参量振荡器(6)进行非线性转换后获得二号输出激光，该二号输出激光由一束8μm～12μm长波红外激光、一束2.8μm的中波红外激光和一束2.1μm激光构成；二号ZnGeP2光学参量振荡器(6)的二号输出激光以45°入射角入射至二号平面镜(9‑2)，经二号平面镜(9‑2)将所述的一束2.1μm激光反射出去，同时二号平面镜(9‑2)对所述的一束8μm～12μm长波红外激光和一束2.8μm的中波红外激光透射后以45°入射角入射至 ZnGeP2 光参量放大器(7)，经 ZnGeP2 光参量放大器(7)放大后获得一束由8μm～12μm长波红外激光和4.3μm中波红外激光构成的合成光，该合成光以45°入射角入射至一号反射镜(14)，经一号反射镜(14)将4.3μm中波红外激光反射出去，所述的一束8μm～12μm长波红外激光经一号反射镜(14) 反射后获得反射的8μm～12μm垂直偏振的长波红外激光，且该反射的8μm～12μm垂直偏振的长波红外激光以45°入射角入射至偏振片(15)；经过偏振片(15)将透射的8μm～12μm水平偏振的长波红外激光和反射的8μm～12μm垂直偏振的长波红外激光合成一束激光并输出。