一种基于超表面的3μm波段激光器制造技术

本发明专利技术公开一种基于超表面的3μm波段激光器，属于激光技术及非线性光学领域，包括半导体激光二极管泵浦源、耦合光纤、光聚焦耦合系统、激光增益介质、激光谐振腔、色散补偿元件和激光锁模器件；半导体激光二极管泵浦源、光聚焦耦合系统和激光谐振腔依次排列，激光谐振腔采用X型腔，包括3个输入镜、1个耦合输出镜和1个激光锁模器件，激光增益介质放置在激光谐振腔内；激光增益介质为Er

【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面的3
μ
m波段激光器


[0001]本专利技术涉及激光技术及非线性光学领域，具体涉及一种基于超表面的3μm波段激光器。

技术介绍

[0002]3μm波段超快激光已在环境监测、国防安全、中红外光学频率梳、超连续谱、高光子能量高次谐波产生、生物医学等方面展现出应用价值，发挥着不可替代作用。该波段位于大气“透明窗口”，处在大部分军用探测器的工作波段，具有多种军事用途。在民用领域，可进行大分子有毒气体（如NH4）的远距离遥测，同时，3μm波段激光也成为外科手术刀、牙组织消融及角膜屈光矫正等激光仪器的理想光源。《Nature Photonics》期刊以Foucs Issue多次刊发中红外激光器件方面研究成果，大力推荐这一研究方向，主编指出：2
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20μm中红外激光已经在光谱学、材料处理等领域发挥重要作用，同时中红外激光的发展将进一步拓宽其应用领域，极有可能带来难以预见的科学发现。因此，如何实现3μm波段超快激光的高功率运转对国防安全、民用及前沿基础科学研究等领域都有着极为重要的现实意义。
[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的3μm波段激光器，其特征在于，包括半导体激光二极管泵浦源、耦合光纤、光聚焦耦合系统、激光增益介质、激光谐振腔、色散补偿元件和激光锁模器件；所述半导体激光二极管泵浦源、光聚焦耦合系统和激光谐振腔依次排列，半导体激光二极管泵浦源通过耦合光纤连接至光聚焦耦合系统，所述激光谐振腔采用X型腔，包括3个输入镜、1个耦合输出镜、1个激光锁模器件和一个色散补偿元件，所述激光增益介质和色散补偿元件放置在激光谐振腔内；所述激光增益介质为Er
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:YAP晶体；所述色散补偿元件为CaF2晶体；所述激光锁模器件为超表面可饱和吸收镜，在可饱和吸收镜的激光腔面镀有超表面结构。2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的3μm波段激光器，其特征在于，所述激光谐振腔中的3个输入镜为凹面镜，曲率半径为100mm，输入面镀AR@972nm，激光腔面镀HR@2.8
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3.0μm，所述耦合输出镜为平面镜。3.根据权利要求1所述的一种基于超表面的3μm波段激光器，其特征在于，所述超表面可饱和吸收镜采用的超表面结构周期单元尺寸为微米量级，整体超表面可饱和吸收镜尺寸在1~2厘米量级；首先以CaF2材料为基底，在其上表面交替镀ZnS和YF3材料，一层ZnS的厚度为326 nm，一层YF3的厚度为487 nm，当电镀形成的介质膜层达到20层以上，且在3μm波段呈现出高反射性时，停止电镀，得到3μm波段激光反射镜；在反射镜下表面制备“金
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石墨烯”超表面结构，“金
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石墨烯”超表面结构采用掺杂的SiC作为基底，首先在SiC基底下表面蒸镀一圈金作为电极，在SiC基底上表面采用光刻或电子束曝光技术制备金超表面微结构，然后将CVD生长的石墨烯薄膜转移到金超表面上，最后在石墨烯薄膜上蒸镀与SiC基底下表面相同的金电极，得到“金
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石墨烯”超表面结构，将“金
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石墨烯”超表面结构制备到3μm波段激光反射镜上，完成具有反射和可饱和吸收复合功能超表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘善德，李宽，刘俊亭，金义程，吕嘉雯，王培辅，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：