[发明专利]一种基于超连续谱差频的大范围波长可调谐红外激光器

摘要

本发明公开了一种基于超连续谱差频的大范围波长可调谐红外激光器，目的是提供一种能够实现大范围波长可调谐红外激光输出的激光器。本发明由超连续谱泵浦源、透镜组、二色镜组、全反射镜组、微位移器、红外非线性晶体、温控系统和精密调节架组成；透镜组由第一透镜和第二透镜组成；二色镜组由第一二色镜和第二二色镜组成；全反射镜组由第一全反射镜、第二全反射镜、第三全反射镜和第四全反射镜组成；本发明将超连续谱泵浦激光分成波段不同的两束，分别作为泵浦光和信号光泵浦红外非线性晶体，差频效应实现红外激光输出，且通过微调微位移器位置，实现大范围波长可调谐红外激光输出。本发明工作稳定，结构简单，可实现小型化和集成化设计。

主权项

1.一种基于超连续谱差频的大范围波长可调谐红外激光器，其特征在于基于超连续谱差频的大范围波长可调谐红外激光器由超连续谱泵浦源(1)、透镜组、二色镜组、全反射镜组、微位移器(5)、红外非线性晶体(6)、温控系统(7)和精密调节架(8)组成；其中透镜组由第一透镜(21)和第二透镜(22)组成；二色镜组由第一二色镜(31)和第二二色镜(32)组成；全反射镜组由第一全反射镜(41)、第二全反射镜(42)、第三全反射镜(43)和第四全反射镜(44)组成；超连续谱泵浦源(1)输出端位于第一透镜(21)入射面焦点处；第一二色镜(31)距离第一透镜(21)出射面一段距离，第一二色镜(31)镀有二向色膜的一面靠近第一透镜(21)且与光路呈45度夹角放置；第一全反射镜(41)距离第一二色镜(31)后端一段距离，光路呈45度入射至第一全反射镜(41)反射面；第二全反射镜(42)与第一二色镜(31)相隔一段距离相对放置，光路呈45度入射至第二全反射镜(42)反射面；第三全反射镜(43)与第一全反射镜(41)反射面相隔一段距离相对放置，光路呈45度从第一全反射镜(41)入射至第三全反射镜(43)；第四全反射镜(44)与第三全反射镜(43)反射面相隔一段距离相对放置，光路呈45度从第三全反射镜(43)入射至第四全反射镜(44)；第一全反射镜(41)及第三全反射镜(43)安装在微位移器(5)上；第二二色镜(32)与第二全反射镜(42)和第四全反射镜(44)的位置关系为直角三角形的3个顶点，第二二色镜(32)位置为直角顶点；第二二色镜(32)镀有二向色膜的一面靠近第二透镜(22)；第二透镜(22)距离第二二色镜(32)后端一段距离，与第二全反射镜(42)和第二二色镜(32)中心共线；红外非线性晶体(6)入射端面位于第二透镜(22)出射面焦点处；红外非线性晶体(6)置于温控系统(7)中，温控系统(7)固定于精密调节架(8)上；所述后端为远离超连续谱泵浦源(1)发射端的一端；所述超连续谱泵浦源(1)为保偏超连续谱光源或者非保偏超连续谱光源，输出峰值功率大于1kW，输出波段λ_min～λ_max位于红外非线性晶体(6)低损耗传输窗口且要求1/λ₁<1/λ_min‑1/λ_max，λ₁为目标红外波段的下限值，λ₂为目标红外波段的上限值，λ_min为超连续谱泵浦源(1)输出波段的下限值，λ_max为超连续谱泵浦源(1)输出波段的上限值；所述第一透镜(21)和第二透镜(22)为球面透镜、非球面透镜或者消色差双胶合透镜；所述第一二色镜(31)和第二二色镜(32)为长波通二色镜或短波通二色镜；所述的第一全反射镜(41)、第二全反射镜(42)、第三全反射镜(43)和第四全反射镜(44)为镀银反射镜或镀金反射镜；第一全反射镜(41)和第三全反射镜(43)安装在微位移器(5)上，微位移器(5)的振动带动第一反射镜(41)和第三反射镜(43)在垂直第一全反射镜(41)中心和第三全反射镜(43)中心连线方向位移，从而改变该光路光程；所述的红外非线性晶体(6)为PPLN、PPKTP、PPLT、CSP、ZGP、GaAs、GaP、GaSe、AgGaS2、AgGaSe2晶体；若目标红外波段为3‑5μm，则红外非线性晶体(6)选择PPLN、PPKTP、PPLT或者CSP晶体，若目标红波段为5‑12μm，则红外非线性晶体(6)选择ZGP、GaAs、GaP、GaSe、AgGaS2、AgGaSe2晶体；温控系统(7)包裹红外非线性晶体(6)并控制其温度，温控系统(7)尺寸大于红外非线性晶体尺寸，温控系统(7)固定于精密调节架(8)上；所述精密调节架(8)为三轴或者六轴位移台，用于固定并调节红外非线性晶体(6)位置，使得光束垂直入射至红外非线性晶体(6)的前端面，所述前端为靠近超连续谱泵浦源(1)发射端的一端。