一种产生２微米波段激光的光参量振荡器制造技术

本发明专利技术涉及一种新型的产生２微米波段激光的光参量振荡器。抽运光源（７）抽运激光晶体（２）产生的荧光，在由全反腔镜（１）和输出腔镜（５）组成的激光谐振腔内，形成１．３微米波段的振荡激光，并通过Ｑ开关（６）调制，通过非线性光学晶体（４）参量振荡产生２微米波段的激光，并且２微米波段的激光在复合腔镜（３）和输出腔镜（５）组成的光参量振荡腔内振荡加强，最终输出２微米波段的激光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一种产生2微米波段激光的光参量振荡器涉及一种激光装置，属于光电子领域
技术介绍
2微米波段激光具有对人眼安全，大气和烟雾的穿透能力强，覆盖了水分子和C02分子的吸收带等特点，使其在军事上、激光测距、激光雷达、遥控传感以及生物医学等领域得到了十分广泛的应用。此外，2微米波段激光还可以用作中红外波段的光参量振荡器的抽运源。目前2微米波段激光主要通过两种方法实现(1)通过掺Tm和掺Ho激光晶体(Ho:GdV04， Tm,Ho:YLF， Tm:YAG等)作为工作物质的激光器直接产生2微米波段激光；(2)由掺钕离子激光晶体的卞3/2 - 4111/2跃迁产生的1微米波段激光抽运非线性光学晶体，通过简并态光参量振荡产生2微米波段激光输出。方法(1)中，由于其激光晶体为准三能级跃迁的能级结构，用来直接产生2微米激光具有阈值较高，室温下较难获得，通常需要通过制冷控制在较低的温度下获得2微米波段激光，成本较为昂贵。方法(2)只能采用临界相位匹配的非线性光学晶体产生2微米波段激光输出，由于存在着走离效应，不能采用较长晶体，转化效率较低。而且由简并态输出时，0P0谐振腔对两个2微米波段信号光和闲频光都有一定反馈，所以存在着逆向转化的过程，所以输出能量或功率较不稳定，波动较大。针对以上问题，本专利技术专利提出了一种新型的产生2微米波段激光的光参量振荡器，采用克服了利用方法(l)准三能级激光器的阈值较高、低温冷却控制等困难。并且本专利技术专利采用非临界相位匹配的非线性光学晶体，不存在走离效应，可以增加非线性光学晶体的有效长度来提高参量振荡转化效率，从而克服方法(2)中只能利用简并态临界相位匹配的非线性光学晶体进行参量振荡转化效率低，输出不稳定的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种新型的产生2微米波段激光的方法。克服原有产生2微米波段激光技术中阈值较高、低温冷却控制的困难、成本较为昂贵以及转化效率低输出不稳定的缺点。本专利技术技术方案结合附图描述如下抽运光源7抽运激光晶体2产生的荧光，在由全反腔镜1和输出腔镜5组成的激光谐振腔内，形成l. 3微米波段的振荡激光，并通过Q开关6调制，通过非线性光学晶体4参量振荡产生2微米波段的激光，并且2微米波段的激光在复合腔镜3和输出腔镜5组成的光参量振荡腔内振荡加强，最终输出2微米波段的激光；所述的全反腔镜l对l. 3微米波段激光高反射并对1微米波段高透，所述的输出腔镜5对1. 3微米波段激光高反射并对1微米波段高透，同时对2微米波段激光部分透过，所述的复合腔镜3对1.3和1微米波段激光高透，同时对2微米波段激光高反射。所述激光晶体2可以选用Nd:YA103、 Nd:YAG、 Nd:YV04或Nd:GdV04;上述激光晶体对应产生的l. 3微米波段激光的关系分别为Nd:YAG晶体对应产生1. 32微米激光和Nd:YA103、 Nd:YV04与Nd:GdV04三种晶体对应产生1. 34微米激光。所述非线性光学晶体4可以选用KTiOPO4或KTi0As04，按9=90°, —0。的非临界相位匹配切割。所述的2微米波段激光对于采用NchYAG作为激光晶体2时，当选用KTiOP04作为非线性光学晶体4，最后输出波长为2. 14微米激光，当选用KTi0As(U乍为非线性光学晶体4，最后输出波长为2. 04微米激光；对于选用Nd:YA103、 Nd:YV04或Nd:GdV04三种晶体之一作为激光晶体2时，当选用KTiOP04作为非线性光学晶体4，最后输出波长为2. 2微米激光，当采用KTiOAs04作为非线性光学晶体4，最后输出波长为2. 1微米激光；所述Q开关6选用声光Q开关或电光Q开关或被动调Q晶体。所述抽运光源7的抽运方式，分侧面抽运和端面抽运两种方式。侧面抽运指抽运光源从激光晶体2侧面耦合到激光晶体2里，激光谐振腔内依次放置Q开关6、激光晶体2、复合腔镜3、非线性光学晶体4。采用侧面抽运方式的抽运光源7主要包括半导体激光器阵列和闪光灯。当采用电光Q开关时，在Q开关6和激光晶体2之间特别放置一块偏振器件8。端面抽运指抽运光源7透过全反腔镜1从激光晶体2端面耦合到激光晶体2里面，激光谐振腔内依次放置激光晶体2、 Q开关6、复合腔镜3、非线性光学晶体4。采用端面抽运方式的抽运光源7主要包括通过光纤耦合的半导体激光器。本专利技术的优越性本专利技术由掺钕离子激光晶体2的乍3/2 - 4113/2跃迁产生的1. 3微米波段激光抽运非临界相位匹配的非线性光学晶体4，通过光参量振荡产生2微米波段激光输出。非线性光学晶体4采用KTiOPO4或KTi0As04，具有损伤阈值较高，有效非线性系数大等优点，特别重要的是，采用1.3微米波段激光来产生2微米波段激光，在非线性光学晶体4中可以实现非临界相位匹配，具有没有走离效应、可以通过增加晶体的有效长度来获得很高的光参量振荡转化效率等优点，可获得较大能量的2微米波段激光。附图说明图1为侧面抽运产生2微米波段激光的光参量振荡器示意图；图2为侧面抽运腔内加偏振器件产生2微米波段激光的光参量振荡器示意图；图3为端面抽运产生2微米波段激光的光参量振荡器示意图。其中l为全反腔镜，2为激光晶体，3为复合腔镜，4为非线性光学晶体，5为输出腔镜，6为Q开关，7为抽运光源，8为偏振器件。具体实施例方式实施例h按照图l的光路制作一台采用Nd:YA103为激光晶体，KTiOAs04为非线性晶体，声光调Q输出2， l微米激光的光参量振荡器该装置由对l. 34微米激光高反射并对1微米波段高透的全反腔镜1和对1. 34微米激光高反射并对l微米波段高透，同时对2. l微米激光部分透过的输出腔镜5组成激光谐振腔。由全反腔镜l开始，激光谐振腔内依次放置声光调Q开关6，激光晶体Nd:YA1032， 1. 34微米和1微米波段激光高透，同时对2. l微米激光高反射的复合腔镜3，按0二90°， (JF0。的非临界相位匹配切割的非线性晶体KTi0As044。采用半导体激光器阵列为抽运光源7从侧面抽运激光晶体Nd:YA1032。当半导体激光器阵列为抽运光源7从侧面抽运激光晶体Nd:YA1032产生荧光，在激光谐振腔内形成1.34微米的振荡激光，并通过声光Q开关6调制，再经过非线性晶体KTiOAs044参量振荡产生2. l微米的光，在由复合腔镜3和输出腔镜5组成的光参量振荡腔内振荡加强并从输出腔镜5输出2.1微米的激光。实施例2:按照图l的光路制作一台采用Nd:YAG为激光晶体，KTiOAs04为非线性晶体，声光调Q输出2.04微米激光的光参量振荡器该装置由对l. 32微米激光高反射并对1微米波段高透的全反腔镜1和对1. 32微米激光高反射并对l微米波段高透，同时对2. 04微米激光部分透过的输出腔镜5组成激光谐振腔。由全反腔镜l开始，激光谐振腔内依次放置声光调Q开关6，激光晶体Nd:YAG2，对l. 32微米和1微米波段激光高透，同时对2.04微米激光高反射的复合腔镜3，按0=90°， (|)=0°的非临界相位匹配切割的非线性晶体KTiOAs044。采用半导体激光器阵列为抽运光源7从侧面抽运激光晶体Nd:YAG 2。当采用半导体激光器阵列为抽运光源7从侧面抽运激光晶体Nd:YAG 2产生荧 光，在激光谐振腔内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生２微米波段激光的光参量振荡器，其特征在于：抽运光源（７）抽运激光晶体（２）产生的荧光，在由全反腔镜（１）和输出腔镜（５）组成的激光谐振腔内，形成１．３微米波段的振荡激光，并通过Ｑ开关（６）调制，通过非线性光学晶体（４）参量振荡产生２微米波段的激光，并且２微米波段的激光在复合腔镜（３）和输出腔镜（５）组成的光参量振荡腔内振荡加强，最终输出２微米波段的激光；所述的全反腔镜（１）对１．３微米波段激光高反射并对１微米波段高透，所述的输出腔镜（５）对１．３微米波段激光高反射并对１微米波段高透，同时对２微米波段激光部分透过，所述的复合腔镜（３）对１．３和１微米波段激光高透，同时对２微米波段激光高反射。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海永，张戈，黄呈辉，魏勇，黄凌雄，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]