一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器，包括依次连接的可调谐随机拉曼光纤激光器，掺铒光纤放大器，波分复用器，光纤耦合器，ZnSe光束聚焦透镜，YS

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器。

技术介绍

[0002]连续波长波红外激光器(>5μm)在多分子探测，傅里叶变换光谱学和大气通信等领域占有至关重要的地位，特别是，8
‑
12μm波段的连续波长波红外激光由于在大气中传输损耗较小，常被用于环境监测，远程遥感和军事对抗等。值得一提地是，基于非线性晶体中的频率转换技术特别是差频转换技术是实现连续波长波红外激光产生是一种行之有效的方法，由于其结构简单，操作自由度大，已经得到了越来越多研究人员的关注。
[0003]近些年来，在AgGaS2/Se2,LiInS2,GaSe,BaGa4Se7等双折射晶体中基于差频转换技术产生连续波长波红外激光已经被实现，但以上方案或者受限于晶体本身的参数限制，比如相对较小的有效非线性系数和热导率等，或者受限于泵浦/信号光源的功率限制，因而其所产生的连续波长波红外激光输出功率较低(<10μW)。除以上双折射晶体，利用准相位匹配机制的取向图案化(orientation
‑
patterned，OP)的非线性晶体包括OP
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GaAs和OP
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GaP等也被考虑用来产生连续波长波红外激光。特别是OP
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GaAs晶体，由于其具备较高的非线性系数和较好的热导率，产生的长波红外激光输出功率可达毫瓦量级。然而，该类晶体由于取向图案化结构的存在，一方面导致其制作流程相对复杂，成本相对高昂；另一方面，也限制了其产生的连续波长波红外激光的光谱调节范围。因此，采用性能优异，制作工艺成熟，操作自由度高的双折射晶体，结合高功率泵浦/信号源(如近红外波段高功率光纤激光器)，实现毫瓦量级的连续波长波红外激光器意义重大。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器。
[0005]本专利技术采用下述的技术方案：
[0006]一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器，包括：依次连接的可调谐随机拉曼光纤激光器，掺铒光纤放大器，波分复用器，光纤耦合器，ZnSe光束聚焦透镜，YS
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ZGP晶体，ZnSe光束收集透镜，长通滤波器；
[0007]所述可调谐随机拉曼光纤激光器用于泵浦YS
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ZGP晶体；
[0008]所述掺铒光纤放大器用于为中红外激光器提供信号源；
[0009]所述波分复用器用于将信号光和泵浦光耦合到同一根光纤，形成全光纤化光源结构；
[0010]所述光纤耦合器用于对光纤传输后的光进行准直；
[0011]所述ZnSe光束聚焦透镜用于对信号光和泵浦光进行聚焦；
[0012]所述YS
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ZGP晶体用于实现非线性频率转换，产生中红外输出；
[0013]所述ZnSe光束收集透镜用于对产生的中红外进行收集；
[0014]所述长通滤波器用于滤掉残余的泵浦光和放大的信号光。
[0015]进一步的，所述可调谐随机拉曼光纤激光器为半开腔式拉曼光纤激光器。
[0016]进一步的，掺铒光纤放大器由分布反馈式激光器提供可调谐种子源，输出光谱覆盖范围为1527
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1567nm。
[0017]进一步的，所述YS
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ZGP晶体，透射范围为0.75
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12μm。
[0018]进一步的，所述YS
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ZGP晶体采用真空
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粉末包裹的复合退火工艺，生长的ZGP晶体在ZGP晶体粉末中高温下退火，使晶体在0.75
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2.5μm范围内红外透过率得到大幅提高，光学均匀性得到进一步改善。
[0019]进一步的，所述可调谐随机拉曼光纤激光器输出平均功率为5W。
[0020]进一步的，所述可调谐随机拉曼光纤激光器输出近红外激光的光谱覆盖范围为1280
‑
1380nm。
[0021]进一步的，所述ZnSe光束聚焦透镜焦距为50mm.
[0022]进一步的，所述ZnSe光束收集透镜焦距为50mm.
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1、本专利技术中采用新型ZGP晶体，克服了传统ZGP晶体由于禁带宽度能量限制所造成的泵浦源波长的限制(仅能2μm波长泵浦)，为利用经济成熟的高功率近红外波段激光器作为泵浦/信号源提供了可能，为实现毫瓦量级连续波长波红外激光输出奠定了基础。
[0025]2、本专利技术中采用双折射晶体作为差频转换介质，相较于取向图案化的OP
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GaAs等，其光谱输出调谐自由度更高。
[0026]3、本专利技术中采用可调谐随机拉曼光纤激光器作为泵浦源，其输出功率具备很强的可扩展性，使得产生的连续波长波红外激光输出功率可达到毫瓦量级。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。
[0028]图1为本专利技术实施例中所用新型YS
‑
ZGP在近红外处的透射谱；
[0029]图2为本专利技术实施例中所用新型YS
‑
ZGP在红外区域的透射谱；
[0030]图3为本专利技术基于新型YS
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ZGP可调谐连续波长波红外激光器装置示意图；
[0031]图4为本专利技术中长波红外激光器的典型输出特性；
[0032]图5为本专利技术长波红外激光器的光谱调谐输出特性图；
[0033]图中：1
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本专利技术实施例中所用新型YS
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ZGP在近红外处的透射谱、2
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为传统ZGP晶体在近红外处的透射谱、3
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可调谐随机拉曼光纤激光器、4
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掺铒光纤激光器、5
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波分复用器、6
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光纤耦合器、7
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ZnSe光束聚焦透镜、8
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YS
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ZGP晶体、9
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ZnSe光束收集透镜、10
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长通滤波器。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术
人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0036]如图1所示为本专利技术实施例中所用新型YS
‑
ZGP晶体在近红外区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器，其特征在于，包括依次连接的可调谐随机拉曼光纤激光器，掺铒光纤放大器，波分复用器，光纤耦合器，ZnSe光束聚焦透镜，YS
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ZGP晶体，ZnSe光束收集透镜，长通滤波器；所述可调谐随机拉曼光纤激光器用于泵浦YS
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ZGP晶体；所述掺铒光纤放大器用于为中红外激光器提供信号源；所述波分复用器用于将信号光和泵浦光耦合到同一根光纤，形成全光纤化光源结构；所述光纤耦合器用于对光纤传输后的光进行准直；所述ZnSe光束聚焦透镜用于对信号光和泵浦光进行聚焦；所述YS
‑
ZGP晶体用于实现非线性频率转换，产生中红外输出；所述ZnSe光束收集透镜用于对产生的中红外进行收集；所述长通滤波器用于滤掉残余的泵浦光和放大的信号光。2.根据权利要求1所述一种基于新型ZGP晶体的连续波长波红外激光器，其特征在于，所述可调谐随机拉曼光纤激光器为半开腔式拉曼光纤激光器。3.根据权利要求1所述一种基于新型ZGP晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁厚昆，胡波，杨雪梅，吴函，李文龙，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：