【技术实现步骤摘要】
新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器及激光输出方法
本专利技术涉及中近红外激光
,更具体的是涉及一种新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器及激光输出方法。
技术介绍
随着光纤激光技术的不断发展,中红外脉冲光纤激光器逐渐引起了国内外众多学者的关注,其潜在的应用主要有军事防御、激光微创手术、中红外光谱学、长波中红外泵浦源等。由于目前高功率半导体激光器的商用产品不断成熟,二极管泵浦源掺铒和掺钬的氟化物光纤激光器是实现高能量高峰值功率的中红外激光脉冲的佼佼者。大体而言,有两种方式可用于实现这种脉冲激光链,分别是调Q和锁模方式,其中,锁模光纤激光器能够实现超短高峰值功率的激光脉冲输出,目前被动锁模光纤激光器在~3微米波段已实现产生飞秒量级的高峰值功率可达37kW的脉冲激光;然而调Q光纤激光器可有效地实现更高能量的脉冲激光输出,在过去的数十年里,大量的实验产生~3微米调Q光纤激光主要采用主动调Q方式(诸如:声光调Q、电光调Q及机械调Q)和被动调Q(诸如:半导体可饱和吸收镜、透射型金属掺杂晶体、石墨烯、拓扑绝缘体以及黑磷等新型二维材料),相比于固态的主动调Q光纤激光方式,被动调Q光纤激光器成本低,结构简单而且紧实,更重要的是无需额外加入附加的电驱动系统来实现调Q。目前新型的二维材料的兴起主要集中在石墨烯、拓扑绝缘体以及透射型的金属双硫化物,由于它们具有优异的理化特性而有望成为一种新型的电光调制器件。2004年二维石墨烯材料首次被发现,且于2009年被用于实现~1.55微米波段的掺铒光纤脉冲激光;2013年,亚利桑那州大学韦晨等人首次实现基于石墨烯材料的~3微米掺铒氟 ...
【技术保护点】
1.新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,包括沿水平方向顺次设置的1150nmLD泵浦源(1)、第一二色镜(3)、第二二色镜(4)、第一聚焦透镜(5)、双包层掺钬氟化物增益光纤(6)、第一准直镜(7)和镀金反射镜(11),其特征在于:还包括设置于第一二色镜(3)上方的1950nmLD泵浦源(2),所述第一二色镜(3)与第二二色镜(4)均倾斜设置,其中,所述1150nmLD泵浦源(1)用于产生连续泵浦激光A;1950nmLD泵浦源(2)用于产生连续泵浦激光B;第一二色镜(3)对连续泵浦激光A高透,对连续泵浦激光B高反,用于对连续泵浦激光A与连续泵浦激光B进行合束;第二二色镜(4)对连续泵浦激光A和连续泵浦激光B高透,对~3微米和~2.1微米激光高反,用于将产生的~3微米和~2.1微米激光引导输出;所述第一聚焦透镜(5)用于将连续泵浦激光A和连续泵浦激光B聚焦到双包层掺钬氟化物增益光纤(6)中,以及用于对产生的~3微米和~2.1微米激光进行准直;双包层掺钬氟化物增益光纤(6)用于产生~3微米和~2.1微米激光;第一准直镜(7)用于对~3微米和~2.1微米激光进行准直并入射到镀金反射镜(11 ...
【技术特征摘要】
1.新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,包括沿水平方向顺次设置的1150nmLD泵浦源(1)、第一二色镜(3)、第二二色镜(4)、第一聚焦透镜(5)、双包层掺钬氟化物增益光纤(6)、第一准直镜(7)和镀金反射镜(11),其特征在于:还包括设置于第一二色镜(3)上方的1950nmLD泵浦源(2),所述第一二色镜(3)与第二二色镜(4)均倾斜设置,其中,所述1150nmLD泵浦源(1)用于产生连续泵浦激光A;1950nmLD泵浦源(2)用于产生连续泵浦激光B;第一二色镜(3)对连续泵浦激光A高透,对连续泵浦激光B高反,用于对连续泵浦激光A与连续泵浦激光B进行合束;第二二色镜(4)对连续泵浦激光A和连续泵浦激光B高透,对~3微米和~2.1微米激光高反,用于将产生的~3微米和~2.1微米激光引导输出;所述第一聚焦透镜(5)用于将连续泵浦激光A和连续泵浦激光B聚焦到双包层掺钬氟化物增益光纤(6)中,以及用于对产生的~3微米和~2.1微米激光进行准直;双包层掺钬氟化物增益光纤(6)用于产生~3微米和~2.1微米激光;第一准直镜(7)用于对~3微米和~2.1微米激光进行准直并入射到镀金反射镜(11)上;镀金反射镜(11)对~3微米和~2.1微米激光高反,用于提供整个激光腔的反馈;所述双包层掺钬氟化物增益光纤(6)的左端面和镀金反射镜围成谐振腔。2.根据权利要求1所述的新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,其特征在于:所述第一准直镜(7)与镀金反射镜(11)之间沿水平方向顺次设置有第二聚焦透镜(8)、锑烯二维可饱和吸收材料(9)和第二准直镜(10),所述第二聚焦透镜(8)用于对~3微米和~2.1微米激光进行聚焦,并激射到锑烯二维可饱和吸收材料(9)上;锑烯二维可饱和吸收材料(9)对~3微米和~2.1微米激光进行被动调Q;第二准直镜(10)对~3微米和~2.1微米激光再次进行准直并入射到镀金反射镜(11)上。3.根据权利要求2所述的新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,其特征在于:所述锑烯二维可饱和吸收材料(9)以液相剥离法制备得到,并且沉积于CaF2基低上。4.根据权利要求1-3任一项所述的新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,其特征在于:所述双包层掺钬氟化物增益光纤(6)的左端面与水平面的夹角为0°角,右端面与水平面的夹角为8°斜角。5.根据权利要求1所述的新型同阈值等效双波段中红外脉冲激光器,其特征在于:所述双包层掺钬氟化物增益光纤(6)中的能级变化过程为:连续泵浦激光A将5I8/2能级(12)上的部分基态粒子抽运到5I6/2能级(14)上,实现基态吸收过程A(15)5I8/2→5I6/2,为5I6/2能级(14)累积基态粒子,实现5I6/2能级(14)与5I7/2能级(13)间的粒子数反转,使5I6/2能级(14)上的粒子跃迁到5I7/2能级...
【专利技术属性】
技术研发人员:李剑峰,石逸文,罗鸿禹,李昆,徐瑶,赖宸东,杨剑,刘永,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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