基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器制造技术

一种基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，包括乙炔光纤气体激光器、双色镜、反射镜组和衍射光栅；乙炔光纤气体激光器共有五路，作为光栅合束用的激光光源，每路乙炔光纤气体激光器输出的激光光谱中都含有两种不同波长；在各路乙炔光纤气体激光器的输出光路上分别设置有一个双色镜，双色镜用来分离对应乙炔光纤气体激光器输出激光中的两种波长成分的激光；五路乙炔光纤气体激光器分别经对应的双色镜分光后，得到十路具有不同波长的激光；十路激光分别经对应的反射镜组调整光路后以不同的角度入射至衍射光栅；十路入射激光在衍射光栅沿着同一方向发生衍射，具有相同的衍射角，实现光谱合束，以此来突破现有的功率上限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到光纤气体激光器，尤其是一种基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器。

技术介绍

1、3 μm波段中红外激光在生物医疗、环境监测、材料加工等领域有着重要应用价值，实现手段主要包括气体激光器、固体激光器、光纤激光器、量子级联激光器等。其中，光纤激光具有结构紧凑、热管理方便、转换效率高、光束质量好等特点，是实现高效紧凑高功率中红外激光输出的重要方式。但是，传统中红外光纤激光使用的软玻璃光纤存在化学稳定性差、损伤阈值低等问题，制约了激光功率的提升。空芯光纤的出现为实现中红外激光提供了一条新的途径，将气体充入空芯光纤中，利用光与气体的相互作用，实现激光输出，发展成为了一类新型激光器——光纤气体激光器。

2、目前，产生该波段的光纤气体激光器主要有以下几种：单程结构光纤气体激光器、谐振腔结构光纤气体激光器和放大器结构光纤气体激光器。单程结构的光纤气体激光器通常难以实现高功率输出，因为激光在光纤中只通过一次，没有多次往返放大的机会，并且高功率泵浦下空芯光纤耦合端面易损伤。谐振腔结构光纤气体激光器虽然可以保证激光在腔内多次往返并有效放大，然而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，包括乙炔光纤气体激光器、双色镜、反射镜组和衍射光栅；

2.根据权利要求1所述的基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，所述衍射光栅为反射型衍射光栅。

3.根据权利要求2所述的基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，乙炔光纤气体激光器包括光纤激光器、聚焦透镜、气体腔组、空芯光纤和密封于气体腔中的乙炔气体，所述气体腔组包括两个气体腔，分别为输入端气体腔和输出端气体腔，所述空芯光纤的两端分别放置于输入端气体腔和输出端气体腔内，乙炔气体通过气体腔组进入空芯光纤中；所述光纤激光器用于输出1...

【技术特征摘要】

1.基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，包括乙炔光纤气体激光器、双色镜、反射镜组和衍射光栅；

2.根据权利要求1所述的基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，所述衍射光栅为反射型衍射光栅。

3.根据权利要求2所述的基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，乙炔光纤气体激光器包括光纤激光器、聚焦透镜、气体腔组、空芯光纤和密封于气体腔中的乙炔气体，所述气体腔组包括两个气体腔，分别为输入端气体腔和输出端气体腔，所述空芯光纤的两端分别放置于输入端气体腔和输出端气体腔内，乙炔气体通过气体腔组进入空芯光纤中；所述光纤激光器用于输出1.5 μm波段的泵浦光，1.5 μm波段的泵浦光经聚焦透镜进入空芯光纤后，乙炔气体吸收泵浦光能量发生粒子数反转，进而通过能级跃迁产生3.1 μm波段的激光输出，并且输出激光的激光光谱中包含两种波长成分。

4.根据权利要求3所述的基于光谱合束的高功率中红外光纤气体激光器，其特征在于，所述第一路乙炔光纤气体激光器输出的激光光谱中含有3177.488 nm和3110.420 nm两个波长，第二路乙炔光纤气体激光器输出的激光光谱中含有3172.444 nm和3114.640 nm两个波长，第三路乙炔光纤气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽锋，吕国瑞，周智越，李天宇，李炫熹，陈子伦，马鹏飞，李智贤，裴闻喜，雷罗昊，石婧，陈琪，
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：