一种全固态可调谐16μm激光系统及其应用技术方案

技术编号:40739363 阅读:36 留言:0更新日期:2024-03-25 19:59
一种全固态可调谐16μm激光系统及其应用,该系统中,通过两次非线性频率变换将2μm波段的近红外激光转换为16μm波段的中远红外激光,每个非线性过程均是基于全固态的非线性晶体材料且可以实现很高的转换效率,通过控制第一级转换过程中非线性晶体的角度和温度可以实现宽范围内的波长连续调谐。本发明专利技术具有结构简单、体积小、效率高、易于集成等优势,解决了现有技术输出16μm激光存在的系统复杂、成本较高、难以连续调谐的问题,可推动激光分子法分离铀同位素技术、非接触式气体传感等领域的发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光技术和非线性光学领域,具体涉及一种全固态可调谐16μm激光系统及其应用


技术介绍

1、16μm激光是用于激光分子法分离铀同位素的重要光源。其主要原理为235uf6气体在波数为628cm-1(对应波长约为16μm)处存在很强的吸收带,当16μm的强激光照射235uf6气体时会引发多光子吸收,即235uf6分子同时吸收约50个光子的能量后产生离解,生成235uf5和f。利用与运载气体混合后的铀同位素分子之间的重量差即可实现对235u的分离与浓缩。

2、用于铀同位素分离的16μm激光应具有高平均功率、大脉冲能量、高转换效率以及在628cm-1波数附近可精细调谐的性能。目前应用于激光铀浓缩的光源主要是基于teaco2激光泵浦的16μm仲氢受激拉曼激光,属于全气态激光器,工作距离长,体积庞大;且需要冷却装置使大部分仲氢气体分子处于基态以提高拉曼转换效率,系统结构较为复杂。此外,仲氢拉曼激光受co2激光泵浦源调谐能力的限制,无法实现宽范围内的连续波长调谐;且其在高功率运转下存在气体击穿的风险,限制了其输出功率及能量的提升。

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【技术保护点】

1.一种全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述非线性光参量振荡器包括沿光路依次设置的二分之一波片(2)、偏振片(3)、第一透镜(4)、光参量振荡器的前腔镜(5)、磷化锗锌晶体(6)、光参量振荡器的后腔镜(7)和第二透镜(8);

3.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述二分之一波片(2)为2μm波段的零级波片,表面镀有2μm波段的增透膜。

4.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述的偏振片(3)为工作在2000~45...

【技术特征摘要】

1.一种全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述非线性光参量振荡器包括沿光路依次设置的二分之一波片(2)、偏振片(3)、第一透镜(4)、光参量振荡器的前腔镜(5)、磷化锗锌晶体(6)、光参量振荡器的后腔镜(7)和第二透镜(8);

3.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述二分之一波片(2)为2μm波段的零级波片,表面镀有2μm波段的增透膜。

4.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述的偏振片(3)为工作在2000~4500nm的薄膜偏振片,消光比大于10000:1。

5.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述光参量振荡器的前腔镜(5)基底为氟化钙材质,表面镀有2μm波段的增透膜和3~5μm波段的高反膜;所述光参量振荡器的后腔镜(7)基底为氟化钙材质,表面镀有2μm波段的增透膜和3~5μm波段的半透半反膜。

6.根据权利要求2所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述磷化锗锌晶体(6)沿光轴方向的切割角度为55°,满足i类相位匹配过程,晶体端面镀有2μm波段和3~5μm波段的增透膜,晶体长度为10~20mm。

7.根据权利要求1所述的全固态可调谐16μm激光系统,其特征在于,所述非线性受激拉曼激光器包括反射...

【专利技术属性】
技术研发人员:李恩昊彭宇杰黎文开宋贾俊钱俊宇冯壬誉刘育椿冷雨欣
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所
类型:发明
国别省市:

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