窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法技术

本发明专利技术提供了一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法，所述中红外光参量振荡器，包括：设置在谐振腔内的沿光路依次设置的泵浦源、凸面透镜、平面反射镜、MgO:PPLN晶体、凹面镜、第一标准具、第二标准具和平面输出镜；MgO:PPLN晶体放置在温控炉中，第一标准具上设有加热片，且第一标准具的厚度大于第二标准具的厚度；本发明专利技术在晶体温度调谐基础上，结合热调谐标准具，实现了连续波长调谐输出。实现了连续波长调谐输出。实现了连续波长调谐输出。

【技术实现步骤摘要】
窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法


[0001]本专利技术涉及中红外光参量振荡器
，特别涉及一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]3μm～5μm波段中红外激光在医疗诊断、大气环境监测、光电对抗以及高精度光谱分析等诸多领域具有重要的应用价值。军用红外制导系统主要对3μm～5μm波段光源进行侦察，若对导弹导引头发射该波段的强激光，则可使导引头致盲，起到掩盖真实目标的效果。实际应用中，为了在激光远距离探测中获得足够强的回波信号以及高分辨率，同时最大程度减小复杂大气环境对激光传输的衰减，不仅对激光功率有严格要求，而且对激光光谱宽度和激光输出波长的可调谐性也提出了一定要求。基于MgO:PPLN中红外光参量振荡器，通过频率变换将近红外泵浦光转换至中红外参量光波段，具有转换效率高、调谐范围宽等优势，是目前实现中红外激光输出的主要手段。遗憾的是，利用MgO:PPLN光参量振荡器获得的3μm～5μm波段参量光，在自由运行状态下具有较宽的激光线宽，高达十几纳米甚至几十纳米，难以满足实际应用需求。
[0004]为获取窄线宽的3μm～5μm波段激光光源，通常有两种手段:一种是种子光注入获得窄线宽中红外激光输出，另一种是在光参量振荡器系统中使用选频元件，例如标准具和衍射光栅等。前者系统复杂，实现难度较大；后者具有结构紧凑、灵活方便等优势。
[0005]专利技术人发现，基于标准具线宽压缩技术，通过调谐MgO:PPLN晶体温度可实现宽调谐窄线宽激光输出；然而，由于标准具有一定的自由光谱范围，致使单独依靠此方法无法实现连续波长调谐。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法，在晶体温度调谐基础上，结合标准具热调谐，实现了连续波长调谐输出。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供了一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器。
[0009]一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，包括：设置在谐振腔内的沿光路依次设置的泵浦源、凸面透镜、平面反射镜、MgO:PPLN晶体、凹面镜、第一标准具、第二标准具和平面输出镜；
[0010]MgO:PPLN晶体放置在温控炉中，第一标准具上设有加热片，且第一标准具的厚度大于第二标准具的厚度。
[0011]作为可选的一种实现方式，所述泵浦源为声光调QNd:YAG泵浦源，用于输出波长为1064nm的线偏振激光。
[0012]作为可选的一种实现方式，平面反射镜作为输入腔镜，在1064nm具有高透过率，在
1.4μm～1.6μm波段具有高反射率。
[0013]作为可选的一种实现方式，MgO:PPLN晶体为尺寸大小50mm3×
8.6mm3×
1mm3，掺杂5mol％的MgO。
[0014]作为可选的一种实现方式，MgO:PPLN晶体包括7个不同的周期通道，周期通道的范围从28.5μm到31.5μm，间隔为0.5μm。
[0015]作为可选的一种实现方式，凹面镜的曲率半径为500mm，在1064nm和3.4μm～4.3μm波段具有高透过率，在1.4μm～1.6μm波段具有高反射率，最终产生的中红外闲频参量光从凹面镜输出。
[0016]作为可选的一种实现方式，平面输出镜，在1064nm处具有高反射率，在3.4μm～4.3μm波段具有高透射率，在1.4μm
‑
1.6μm波段透射率为10％。
[0017]作为可选的一种实现方式，凸面透镜焦距为500mm，聚焦后的光斑尺寸为0.59mm*0.62mm。
[0018]作为可选的一种实现方式，谐振腔为V形谐振腔，凹面镜设置在V形谐振腔的拐角位置。
[0019]本专利技术第二方面提供了一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器的工作方法。
[0020]一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器的工作方法，利用本专利技术第一方面所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，包括：
[0021]1064nm激光泵浦MgO:PPLN晶体，产生信号光和闲频光；
[0022]信号光在谐振腔中持续振荡，通过腔内的第一标准具，对振荡的信号光光谱宽度进行压缩，间接对闲频光的谱线宽度进行约束；
[0023]利用第二标准具较大的自由光谱范围，进一步压缩参量光线宽，最终得到窄线宽且连续可调的中红外激光输出；
[0024]其中，通过改变MgO:PPLN晶体的温度进行波长调谐；或者通过改变第一标准具的温度进行波长连续调谐。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器及工作方法，在晶体温度调谐基础上，结合标准具热调谐，实现了高功率窄线宽连续调谐中红外激光输出，在3μm～5μm波段范围内闲频光输出功率～2W；通过在腔内加入两个厚度不同的标准具，实现了更窄线宽激光输出。
[0027]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的基于双标准具的窄线宽连续可调中红外光参量振荡器的结构示意图。
[0030]图2为本专利技术实施例提供的插入标准具前后输出光谱图。
[0031]图3为本专利技术实施例提供的MgO:PPLN窄线宽温度调谐输出光谱图。
[0032]图4为本专利技术实施例提供的标准具透射峰曲线。
[0033]其中，1
‑
Nd:YAG泵浦源；2
‑
凸面透镜；3
‑
平面反射镜；4
‑
温控炉；5
‑
MgO:PPLN晶体；6
‑
凹面镜；7
‑
第一标准具；8
‑
加热片；9
‑
第二标准具；10
‑
平面输出镜。
具体实施方式
[0034]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0035]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:包括：设置在谐振腔内的沿光路依次设置的泵浦源、凸面透镜、平面反射镜、MgO:PPLN晶体、凹面镜、第一标准具、第二标准具和平面输出镜；MgO:PPLN晶体设置在温控炉中，第一标准具上设有加热片，且第一标准具的厚度大于第二标准具的厚度。2.如权利要求1所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:所述泵浦源为声光调QNd:YAG泵浦源，用于输出波长为1064nm的线偏振激光。3.如权利要求1所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:平面反射镜作为输入腔镜，在1064nm具有高透过率，在1.4μm～1.6μm波段具有高反射率。4.如权利要求1所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:MgO:PPLN晶体为尺寸大小50mm3×
8.6mm3×
1mm3，掺杂5mol％的MgO。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:MgO:PPLN晶体包括7个不同的周期通道，周期通道的范围从28.5μm到31.5μm，间隔为0.5μm。6.如权利要求1所述的窄线宽连续调谐中红外光参量振荡器，其特征在于:凹面镜的曲率半径为500mm，在1064nm和3...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞进田，吕国瑞，郭磊，温佳起，孔辉，徐海萍，叶庆，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：