【技术实现步骤摘要】
种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器
本专利技术属于光学领域。
技术介绍
波长为10μm～12μm的长波红外激光处于大气透明窗口，位于有害化学药剂、有毒气体和工业排放物等物质的本征吸收光谱带，因此该波段激光被广泛地应用于大气污染物的检测。与此同时，军用发动机尾焰的发射谱位于该波段，因此该波段的激光在光电对抗领域亦有应用价值。获得10μm激光的主要技术途径有差频(DF)、光学参量产生(OPG)、光学参量振荡(OPO)和光学参量放大器(OPA)。DF需要两个脉冲泵浦源，OPG要求皮秒和飞秒级的脉冲泵浦，相比之下，OPO仅需要一个纳秒级的脉冲泵浦源，并且具有产生高平均功率、高脉冲能量红外激光的能力。10μm～12μmOPO包含泵浦源、非线性晶体与谐振腔，其中，对于非线性晶体的要求为宽光学透过率、大的有效非线性光学系数、大的损伤阈值及大的尺寸。目前，没有完全满足以上要求的非线性晶体，仅有部分满足要求的非线性晶体：AgGaSe2、GaSe、OP-GaAs、BaGa4Se7、CdSe等。OP-GaAs与GaSe拥有大的有效非线性光学系数，但OP-GaAs生长工艺不成熟，GaSe较差的机械性能导致其很难加工成设计的相位匹配角。AgGaSe2、BaGa4Se7、CdSe的有效非线性光学系数较小，AgGaSe2损伤阈值较低，难以产生高功率的激光输出，BaGa4Se7目前生长工艺还不成熟，CdSe目前生长工艺成熟，能够得到大尺寸的晶体。CdSe是目前可选最佳的非线性晶体，但其较小的有效非线性光学系数，...
【技术保护点】
1.种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于它为一束连续种子光与一束脉冲泵浦光同时注入光学参量振荡器，连续种子光与脉冲泵浦光经光学参量振荡器产生信号光和闲频光；所述的连续种子光的波长与信号光或闲频光相同。/n
【技术特征摘要】
1.种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于它为一束连续种子光与一束脉冲泵浦光同时注入光学参量振荡器，连续种子光与脉冲泵浦光经光学参量振荡器产生信号光和闲频光；所述的连续种子光的波长与信号光或闲频光相同。
2.根据权利要求1所述的种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于所述的光学参量振荡器为信号光单谐振光学参量振荡器；所述的信号光单谐振光学参量振荡器由一号第一腔镜(10-1)、二号第一腔镜(10-2)、三号第一腔镜(10-3)、非线性晶体(13)、扩束镜(14)及第一输出镜(15)构成；
当所述的连续种子光的波长与信号光相同时，种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器包括第一平凸透镜(1)、第四平凸透镜(4)、第一反射镜(7)、信号光单谐振光学参量振荡器及一号第一二色镜(18-1)；波长2.6μm连续种子光入射至第一平凸透镜(1)的平面，经第一平凸透镜(1)光束变换后，以45°角入射至第一反射镜(7)，并被第一反射镜(7)反射至第一输出镜(15)，经过第一输出镜(15)的种子光以45°角入射至一号第一腔镜(10-1)，并被一号第一腔镜(10-1)反射至非线性晶体(13)；波长2.1μm脉冲泵浦光入射至第四平凸透镜(4)的平面，经第四平凸透镜(4)光束变换后，以45°角入射至一号第一腔镜(10-1)，经过一号第一腔镜(10-1)的泵浦光入射至非线性晶体(13)；
当所述的连续种子光的波长与闲频光相同，种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器包括第二平凸透镜(2)、第四平凸透镜(4)、第二反射镜(8)、信号光单谐振光学参量振荡器、一号第一二色镜(18-1)及二号第一二色镜(18-2)；波长10μm连续种子光入射至第二平凸透镜(2)的平面，经第二平凸透镜(2)光束变换后，以45°角入射至第二反射镜(8)，并被第二反射镜(8)反射至二号第一二色镜(18-2)，经二号第一二色镜(18-2)反射的种子光以45°角入射至一号第一腔镜(10-1)，经过一号第一腔镜(10-1)的种子光入射至非线性晶体(13)；波长2.1μm脉冲泵浦光入射至第四平凸透镜(4)的平面，经第四平凸透镜(4)光束变换后，以45°角入射至二号第一二色镜(18-2)，经过二号第一二色镜(18-2)的泵浦光以45°角入射至一号第一腔镜(10-1)，经过一号第一腔镜(10-1)的泵浦光入射至非线性晶体(13)；
当所述的连续种子光的波长与信号光或闲频光相同，入射至非线性晶体(13)的部分泵浦光与种子光进行非线性转换，产生波长2.6μm信号光与波长10μm闲频光；剩余泵浦光、波长2.6μm信号光与波长10μm闲频光以45°角入射至二号第一腔镜(10-2)，经过二号第一腔镜(10-2)的剩余泵浦光与闲频光以45°角入射至一号第一二色镜(18-1)，泵浦光经一号第一二色镜(18-1)透射出去，闲频光经一号第一二色镜(18-1)反射并输出，波长2.6μm信号光经二号第一腔镜(10-2)及三号第一腔镜(10-3)反射至扩束镜(14)，经扩束镜(14)扩束后的信号光以45°角入射至第一输出镜(15)，部分信号光经第一输出镜(15)透射出去，剩余信号光经第一输出镜(15)与一号第一腔镜(10-1)反射至非线性晶体(13)，并与部分泵浦光、种子光在非线性晶体(13)内产生新的信号光与新的闲频光，剩余泵浦光、新的信号光与新的闲频光以45°角入射至二号第一腔镜(10-2)，新的信号光被二号第一腔镜(10-2)反射至三号第一腔镜(10-3)，经过二号第一腔镜(10-2)的剩余泵浦光与新的闲频光以45°角入射至一号第一二色镜(18-1)，泵浦光经一号第一二色镜(18-1)透射出去，新的闲频光经一号第一二色镜(18-1)反射并输出。
3.根据权利要求2所述的种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于当所述的连续种子光的波长与信号光相同时：所述第一平凸透镜(1)通光面镀有2.5μm～2.8μm增透膜，焦距为10mm～1000mm，直径为10mm～100mm；所述的第一反射镜(7)一面镀有2.5μm～2.8μm增反膜，另一面镀有2.5μm～2.8μm增透膜；一号第一二色镜(18-1)一面同时镀有1.8μm～2.2μm增透膜和10μm～12μm增反膜，另一面同时镀有1.8μm～2.2μm增透膜和10μm～12μm增透膜；
当所述的连续种子光的波长与闲频光相同时：所述第二平凸透镜(2)通光面镀有10μm～12μm增透膜，焦距为10mm～1000mm，直径为10mm～100mm；所述的第二反射镜(8)一面镀有10μm～12μm增反膜，另一面镀有10μm～12μm增透膜；所述的一号第一二色镜(18-1)及二号第一二色镜(18-2)一面均同时镀有1.8μm～2.2μm增透膜和10μm～12μm增反膜，另一面均同时镀有1.8μm～2.2μm增透膜和10μm～12μm增透膜。
4.根据权利要求2所述的种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于所述的第四平凸透镜(4)通光面镀有1.9μm～2.2μm增透膜，焦距为10mm～1000mm，直径为10mm～100mm；所述的一号第一腔镜(10-1)、二号第一腔镜(10-2)及三号第一腔镜(10-3)一面均同时镀有2.5μm～2.8μm增反膜、1.9μm～2.2μm增透膜和10μm～12μm增透膜，另一面均同时镀有1.9μm～2.2μm增透膜、2.5μm～2.8μm增透膜和10μm～12μm增透膜；所述的非线性晶体(13)为CdSe晶体、ZnGeP2晶体、BaGa4Se7晶体或OP-GaAs晶体；所述的非线性晶体(13)通光面同时镀有1.9μm～2.2μm增透膜、2.5μm～2.8μm增透膜和10μm～12μm增透膜；所述的扩束镜(14)通光面镀有2.5μm～2.8μm增透膜，焦距为-10mm～-1000mm，直径为10mm～100mm；所述的第一输出镜(15)一面镀有对2.5μm～2.8μm反射率为10％～90％的部分反射膜，另一面镀有2.5μm～2.8μm增透膜。
5.根据权利要求1所述的种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器，其特征在于所述的光学参量振荡器为闲频光单谐振光学参量振荡器；所述的闲频光单谐振光学参量振荡器由一号第二腔镜(11-1)、二号第二腔镜(11-2)、三号第二腔镜(11-3)、非线性晶体(13)及第二输出镜(16)构成；
当所述的连续种子光的波长与信号光相同时，种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器包括第一平凸透镜(1)、第五平凸透镜(5)、第一反射镜(7)、闲频光单谐振光学参量振荡器及第二二色镜(19)；波长2.6μm连续种子光入射至第一平凸透镜(1)的平面，经第一平凸透镜(1)光束变换后，以45°角入射至第一反射镜(7)，并被第一反射镜(7)反射至第二二色镜(19)，经第二二色镜(19)反射的种子光以45°角入射至一号第二腔镜(11-1)，经过一号第二腔镜(11-1)的种子光入射至非线性晶体(13)；波长2.1μm脉冲泵浦光入射至第五平凸透镜(5)的平面，经第五平凸透镜(5)光束变换后，以45°角入射至第二二色镜(19)，经过第二二色镜(19)的泵浦光以45°角入射至一号第二腔镜(11-1)，经过一号第二腔镜(11-1)的泵浦光入射至非线性晶体(13)；
当所述的连续种子光的波长与闲频光相同，种子光注入的10μm～12μm波段长波红外光学参量振荡器包括第二平凸透镜(2)、第五平...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚宝权，陈毅，戴通宇，段小明，鞠有伦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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