[发明专利]一种中红外飞秒脉冲激光器

权利要求书

1.一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，包括按照光路顺序方向设置的掺镱光纤振荡器(1)、脉冲展宽器(2)、光谱整形模块(3)、晶体再生放大器模块(4)、脉冲压缩器(5)、二阶级联非线性压缩器模块(6)和脉冲内差频模块(7)；

掺镱光纤振荡器(1)用于产生初始激光脉冲；

脉冲展宽器(2)用于对初始激光脉冲进行展宽；

光谱整形模块(3)用于对展宽后的激光脉冲进行光谱整形以及产生第一激光脉冲；

晶体再生放大器模块(4)用于对第一激光脉冲放大；

脉冲压缩器(5)用于对放大后的第一激光脉冲进行压缩；

二阶级联非线性压缩器模块(6)用于对放大并线性压缩后的第一激光脉冲进行非线性压缩后产生第二激光脉冲；

脉冲内差频模块(7)用于将第二激光脉冲通过非线性转化产生中红外波段的第三激光脉冲；

所述晶体再生放大器模块(4)按照光路顺序依次包括凸透镜L1、法拉第旋转器FR、半波片HWP、偏振分束器PBS；偏振分束器PBS分光后按照光路顺序依次经过普克尔盒PC、四分之一波片QWP和第一谐振腔端镜EM1，经第一谐振腔端镜EM1反射后按照光路顺序依次经过四分之一波片QWP、普克尔盒PC、偏振分束器PBS、凸透镜L2、凹透镜L3、二向色镜DM、激光晶体、二向色镜DM和第二谐振腔端镜EM2；还包括用于产生泵浦光的激光二极管LD，激光二极管LD产生的泵浦光经偏振分束器PBS后分别经凸透镜L6和凸透镜L4从激光晶体两端聚焦到激光晶体中。

2.根据权利要求1所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述光谱整形模块(3)包括7块镀膜反射镜，镀膜反射镜分为两排相对设置，光信号依次在两排镀膜反射镜上进行反射；每块镀膜反射镜均相对于激光传输方向的垂线小于10°。

3.根据权利要求1所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述晶体再生放大器模块(4)中采用Yb：CaAlGdO₄激光晶体，其中Yb离子的掺杂浓度为3wt％；晶体的尺寸为5×5×8mm，光透过方向长度为8mm。

4.根据权利要求1所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述二阶级联非线性压缩器模块(6)按照光路顺序依次包括凸透镜L7、凹透镜L8、BBO晶体、2块摆成布鲁斯特角的蓝宝石晶体。

5.根据权利要求1所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述脉冲内差频模块(7)按照光路顺序依次包括半波片HWP、凸透镜L9、LGS晶体、低通滤波器LPF。

6.根据权利要求4所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述BBO晶体为BaB₂O₄晶体，尺寸为10×10×22mm，通光方向长度为22mm。

7.根据权利要求5所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述LGS晶体为LiGaS2晶体，尺寸为5×5×8mm。

8.根据权利要求1所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述凸透镜L2焦距为200mm，凹透镜L3焦距为-150mm；L2和L3之间的距离为110mm。

9.根据权利要求4所述的一种中红外飞秒脉冲激光器，其特征在于，所述凸透镜L7的焦距为200mm，凹透镜L8的焦距为-100mm。