[发明专利]一种全固态可调谐中红外频率梳的产生装置

说明书

本发明公开了一种全固态可调谐中红外频率梳的产生装置，包括双频激光系统、第二激光透镜、光功率放大系统、光参量振荡器、锗片，所述双频激光系统、所述光功率放大系统、所述光参量振荡器沿激光射出方向依次放置；本发明采用微片激光器实现可调谐双频激光的输出，输出的双频激光经由板条功率放大器，实现高功率双频激光输出，高功率可调谐双频激光注入光参量振荡器中，实现中红外频率梳的生成。

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，具体涉及一种生成可调谐中红外频率梳的装置。

背景技术

光学频率梳在频域为具有等频率间隔的光源，光谱如同梳子。光学频率梳具有稳定性好、谱线间距精度高的特点，在光学精密测量、微波光子学、光通信技术、医疗等领域有着重要的应用。因此，宽且平坦的可调谐光学频率梳的产生及应用，成为广大学者的研究热点。

3-5μm中红外激光对烟雾、大气穿透力强，在大气中的氮气和氧气中传输衰减很低，是大气传输窗口的波段，因此在红外激光制导、红外激光雷达、红外激光通信、激光定向红外干扰等军事领域具有重要的应用。同时，3-5μm波段存在许多分子振动谱线，在光谱分析和环境质量监测领域也具有重要的应用。光参量振荡是实现中红外激光的重要方法，具有波长调谐范围大、转换效率高、结构简单、稳定性好的优点。

目前生成光频梳的主要方法为基于锁模激光器的飞秒光频梳、基于电光调制的光学频率梳、基于循环移频的光学频率梳和基于非线性效应的光学频率梳。现有的频率梳技术主要是飞秒的频率梳，间隔是激光器重频，受腔长限制，而腔长不可能太稳，要稳定要复杂的反馈控制系统，本发明采用非线性效应产生中红外光学频率梳，频率梳间隔由射频源发射的射频信号决定，稳定性可以达到赫兹量级，而且频率梳的间隔可以控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种全固态可调谐中红外频率梳的产生装置，能够产生频率间可调、频率梳稳定的中红外频率梳，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种全固态可调谐中红外频率梳的产生装置，其特征在于：包括双频激光系统、第二激光透镜、光功率放大系统、光参量振荡器、第二平凹腔镜、锗片，所述双频激光系统、所述光功率放大系统、所述光参量振荡器沿激光射出方向依次放置。

优选地，所述双频激光系统包括第一半导体激光器，还包括沿着所述第一半导体激光器的激光发射方向依次放置的第一激光透镜、Nd:YAG晶体薄片、铌酸锂晶体薄片。

优选地，所述Nd:YAG晶体薄片前表面镀增透膜、高反膜。

优选地，所述铌酸锂晶体薄片后表面镀高反膜。

优选地，所述光功率放大系统包括第二半导体激光器、第三激光透镜，所述第三激光透镜沿第二半导体激光器激光发射方向设置，所述第二半导体激光器的激光光轴与第一半导体激光器的激光光轴垂直，所述Nd:YAG晶体板条设置在第一半导体激光器的激光光轴上，所述第二半导体激光器与所述Nd:YAG晶体板条垂直设置，热沉放置在Nd:YAG晶体板条下面。

优选地，所述光参量振荡器包括第一平凹腔镜、第一平面腔镜、第二平面腔镜、周期极化铌酸锂晶体、第二平凹腔镜，所述第一平凹腔镜、所述铌周期极化铌酸锂晶体、所述第二平凹腔镜沿所述第一半导体激光器的激光发射方向依次放置，所述第一平面腔镜、第二平面腔镜位于所述周期极化铌酸锂晶体的上方，且对应设置。

优选地，所述周期极化铌酸锂晶体外设有温控炉，所述温控炉用于调节所述周期极化铌酸锂晶体的温度。

优选地，所述Nd:YAG晶体板条(8)前后表面为45°，镀种子光增透膜，泵浦光高反膜,α的范围为0-90°。

本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种全固态可调谐中红外频率梳的产生装置，采用微片激光器实现可调谐双频激光的输出，输出的双频激光经由板条功率放大器，实现高功率双频激光输出，高功率可调谐双频激光注入光参量振荡器中，实现中红外频率梳的生成。