[发明专利]新型远红外8μm激光放大装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光应用技术领域。

背景技术

长波红外8μm～12μm波段的激光是HgCdTe或GaAs/AlGaAs量子阱等红外焦平面探测器的波长响应范围，多数有毒碳氢化合物气体比如乙烷、丁烷、二氯苯等在8-12μm波段具有较强的吸收谱线。因此，这些特性使得8～12μm激光器在环境检测、激光红外定向干扰、差分吸收雷达等领域扮演着重要的角色。

获得8μm～10μm激光输出的主要技术途径有差频(DF)、光学参量产生(OPG)、光学参量振荡(OPO)和光参量放大器(OPA)。相对于DF和OPG技术，OPO和OPA技术装置简单，能够获得高重复频率、高平均功率输出，普通的OPA是采用OPO输出的泵浦光作为输入光，即2.1μm激光作为泵浦光进行放大，这种方式获得的总的光光转换效率较低。

发明内容

本发明为了解决采用OPO输出的泵浦光作为OPA的输入光时，其光光转换效率低的问题，提出了新型远红外8μm激光放大装置。

新型远红外8μm激光放大装置，它包括一号耦合系统1-1、45°反射镜2、二号耦合系统1-2、ZnGeP₂光学参量振荡器3、45°平面镜6和ZnGeP2光参量放大器1；

一束2.1μm脉冲激光垂直入射至一号耦合系统1-1，经一号耦合系统1-1进行光束变换后以45°入射角入射至45°反射镜2，经45°反射镜2反射后垂直入射至二号耦合系统1-2，经二号耦合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP₂光学参量振荡器3，经ZnGeP₂光学参量振荡器3进行非线性转换获得输出激光，该输出激光由一束8μm长波红外激光和一束2.8μm的中波红外激光构成，ZnGeP₂光学参量振荡器3的输出激光入射至45°平面镜6，经45°平面镜6透射后获得的透射的8μm长波红外激光和透射的2.8μm的中波红外激光，透射的8μm长波红外激光和透射的2.8μm的中波红外激光入射至ZnGeP2光参量放大器1，经ZnGeP2光参量放大器1后输出放大的8μm长波红外激光和一束4.3μm的中波红外激光。

ZnGeP₂光学参量振荡器3包括一号平面镜3-1、二号反射镜3-2、一号反射镜3-3、二号平面镜4和一号ZnGeP₂晶体5；

经二号耦合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP₂光学参量振荡器3中的一号平面镜3-1，入射角度为45°，经一号平面镜3-1透射后入射至一号ZnGeP₂晶体5，经一号ZnGeP₂晶体5进行非线性转换后以45°入射角入射至二号平面镜4，经二号平面镜4反射和透射；

经二号平面镜4反射后以45°入射角入射至一号反射镜3-3；经一号反射镜3-3反射后以45°入射角入射至二号反射镜3-2，经二号反射镜3-2反射后以45°入射角入射至一号平面镜3-1；

经一号平面镜3-1透射后入射至一号ZnGeP₂晶体5，经一号ZnGeP₂晶体5后以45°入射角再次入射至二号平面镜4，经二号平面镜4透射后以45°入射角入射至45°平面镜6。

ZnGeP2光参量放大器1包括三号平面镜7-1、四号平面镜7-2、三号反射镜8-1、四号反射镜8-2、透镜9和二号ZnGeP₂晶体10；

透射的8μm长波红外激光和透射的2.8μm的中波红外激光以45°入射角入射至三号平面镜7-1，经三号平面镜7-1对所述的8μm长波红外激光进行反射，同时对2.8μm的中波红外激光进行透射；

所述的8μm长波红外激光经三号平面镜7-1反射后以45°入射角入射至三号反射镜8-1，经三号反射镜8-1反射后以45°入射角入射至四号反射镜8-2，经四号反射镜8-2反射后以45°入射角入射至四号平面镜7-2，经四号平面镜7-2反射后垂直入射至透镜9，经透镜9透射后经二号ZnGeP₂晶体10进行非线性光参量放大；

所述的2.8μm的中波红外激光经三号平面镜7-1透射后以45°入射角入射至四号平面镜7-2，经四号平面镜7-2透射后垂直入射至透镜9，经透镜9透射后进入二号ZnGeP₂晶体10作为ZnGeP2光参量放大器1的泵浦光。

一束2.1μm脉冲激光是采用1.9μm的Tm:YLF固体激光器泵浦2.1μm Ho:YAG激光器中的Ho:YAG晶体获得的。