The invention discloses a flaky micro cavity near infrared seed laser injection locking narrow linewidth tunable infrared nanosecond pulse optical parametric amplifier, including the total pump, and flaky seed source micro cavity optical parametric oscillation (amplification) device part and a high pass filter; the total pump wavelength for 1064nm single frequency nanosecond laser. Provide pump output for the whole system; the seed light system includes a beam shaping lens system, the total pump wavelength for 1064nm by three lithium tetraborate crystal LBO by birefringent phase matching SHG, the pump 1064nm is converted to single frequency seed pumped 532nm light source, optical parametric amplification system includes 1064nm single frequency pump source, beam combination mirror and nonlinear periodically poled crystals, the optical system is responsible for producing seeds for injection locking of near infrared narrow linewidth single frequency seed light.
【技术实现步骤摘要】
片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽光参量放大器
本专利技术涉及激光器设计
,尤其是涉及可用作气体吸收探测、激光雷达、光电对抗和医学应用等领域的激光光源。
技术介绍
中红外窄线宽单频激光器是现代激光工程应用技术的热点研究方向之一,它具有单频窄线宽,频率稳定,信噪比高,相干性好等特殊优势。其在气体吸收探测、激光雷达、光电对抗和医学应用等实用领域以及光谱学等科研方向都有迫切需求。在2-5微米波段,由于缺少相关的激光增益介质,通常使用非线性频率转换技术实现。然而非线性转换过程的增益谱线线宽一般较宽,难以实现单频窄线宽的输出要求,通常可以通过使用色散元件或者注入锁定等方式实现对中红外激光的窄线宽输出。种子光注入锁定法是使用一个低功率然而本身的光谱线宽很窄的激光作为一个种子光,通过把其注入另一个独立的谐振腔内,来调控这个更高能量输出的腔的输出特性。注入的种子光会在新的激光器腔内形成一个初始的场分布。当种子光达到阈值时,新腔的输出就能模仿这个种子光的特性,从而实现线宽的压缩。综上所述,种子光的选择成为一个不可忽视的问题。为了配合输出波长也需要选定对应的种子光,常用的种子光通常为半导体的分布式反馈激光器或者染料激光器,分布式反馈激光器具有非常好的单色性,线宽普遍可以做到1MHz以内,具有边模抑制比(SMSR)40-50dB以上。但是相对的输出波段相对局限,且单个器件的波长调谐范围较短,通常为1nm左右,并且难以实现高频纳秒输出。染料激光器作为种子光,严格依赖染料自身的荧光效应,一般即作为1-2微米附近的种子光源使用。因而针对中红外输出的波长调谐能力强的O ...
【技术保护点】
片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽纳秒脉冲光参量放大器,其特征在于:包括总泵浦光,种子光源部分与片状微腔光光参量振荡(放大)器部分和高通滤光片;总泵浦光为波长1064nm的单频纳秒激光器,为整个系统提供泵浦光输出;种子光系统包括光束整形透镜系统、对总泵浦光为波长1064nm经三硼酸锂晶体即LBO通过双折射位相匹配进行倍频,将1064nm的泵浦光转换为532nm的单频种子泵浦光源,光参量放大系统包括1064nm单频泵浦光源,合束镜以及非线性周期极化晶体,所述种子光系统负责产生用于注入锁定的近红外窄线宽单频种子光;总泵浦光经偏振片进而由PBS(偏振分束器)进行分束,分束的一支水平偏振光用于种子光源部分,产生SOPO的近红外的单频窄线宽种子光;分束的另一支垂直偏振光通过滤波片和格兰棱镜控制功率,通过透镜即第二聚束透镜汇聚,以垂直偏振注入非线性晶体,种子光源部分亦合束镜汇聚到非线性晶体,所述的非线性晶体为周期28.5‑31微米的多周期MgO:PPLN,通过控制晶体温度,使其满足光学参量放大(即OPA)中对应种子光波长信号光的非线性转换过程中的匹配条件,从而在1064nm泵浦光注入晶 ...
【技术特征摘要】
1.片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽纳秒脉冲光参量放大器,其特征在于:包括总泵浦光,种子光源部分与片状微腔光光参量振荡(放大)器部分和高通滤光片;总泵浦光为波长1064nm的单频纳秒激光器,为整个系统提供泵浦光输出;种子光系统包括光束整形透镜系统、对总泵浦光为波长1064nm经三硼酸锂晶体即LBO通过双折射位相匹配进行倍频,将1064nm的泵浦光转换为532nm的单频种子泵浦光源,光参量放大系统包括1064nm单频泵浦光源,合束镜以及非线性周期极化晶体,所述种子光系统负责产生用于注入锁定的近红外窄线宽单频种子光;总泵浦光经偏振片进而由PBS(偏振分束器)进行分束,分束的一支水平偏振光用于种子光源部分,产生SOPO的近红外的单频窄线宽种子光;分束的另一支垂直偏振光通过滤波片和格兰棱镜控制功率,通过透镜即第二聚束透镜汇聚,以垂直偏振注入非线性晶体,种子光源部分亦合束镜汇聚到非线性晶体,所述的非线性晶体为周期28.5-31微米的多周期MgO:PPLN,通过控制晶体温度,使其满足光学参量放大(即OPA)中对应种子光波长信号光的非线性转换过程中的匹配条件,从而在1064nm泵浦光注入晶体后产生对应气体吸收峰波段附近的中红外闲频光的频率转换过程,即光参量产生现象OPG;通过调节合束,使得SOPO产生的种子光与1064泵浦光重合共线,注入晶体,调整合束镜规格和位置,使得种子光源部分与垂直偏振光两者束腰位置重叠,并尽量位于晶体中心或附近,激发光学参量放大OPA现象,获得纳秒窄线宽单频输出,即2-5微米中红外窄线宽种子光输出。2.根据权利要求1所述的片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽纳秒脉冲光参量放大器,其特征在于:所述的种子光源部分,使用LBO倍频晶体,实现1064倍频产生单频532nm纳秒输出。3.根据权利要求1所述的片状微腔近红外种子光注入锁定可调谐中红外窄线宽纳秒脉冲光参量放大器,其特征在于:种子光源部分:通过采用腔相位匹...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵刚,石晨星,汪小涵,吕新杰,谢臻达,祝世宁,
申请(专利权)人:南京大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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