[发明专利]一种紧凑型中远红外激光装置

说明书

本发明涉及固体激光器技术领域，特别涉及一种紧凑型中远红外激光装置，包括高反镜、激光增益模块、偏振片、输入镜、非线性光学介质、第一输出镜和第二输出镜；其中，所述高反镜、激光增益模块、偏振片和第一输出镜依次设置，并组成第一激光谐振腔；所述高反镜、激光增益模块、偏振片和输入镜、非线性光学介质和第二输出镜依次设置，并组成第二激光谐振腔；所述输入镜、非线性光学介质和第二输出镜依次设置，并组成第三激光谐振腔。与现有技术相比，本发明采用优化的谐振腔结构设计，尤其是通过Tm:YAG晶体产生高功率～2μm偏振激光后腔内OPO产生中远红外激光变频激光输出，使装置结构紧凑，占用空间小，成本低，且大幅提高输出功率。

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，特别涉及一种紧凑型中远红外激光装置。

背景技术

中远红外激光源在材料加工、医疗和探测领域应用广泛。目前，获得中红外激光源主要是通过ZnGeP₂(简称ZGP)晶体变频(如光参量OPO)产生，具体地，通常先采用790nm LD泵浦Tm:YLF晶体产生1.9μm线偏振光，再利用所产生的1.9μm线偏振光泵浦Ho:YAG晶体产生2.07μm激光，之后通过光参量变频过程，产生中红外激光。在上述中红外激光源获得过程中，所用ZGP晶体仅能采用2μm以上激光进行泵浦，而且由于其物理过程多且复杂，相应采用的系统效率不高，系统小型化等实用化性能也受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型中远红外激光装置，以占用空间小的紧凑型结构实现中远红外激光输出，且提高输出功率，降低成本。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种激紧凑型中远红外激光装置，包括高反镜、激光增益模块、偏振片、输入镜、非线性光学介质、第二输出镜和第一输出镜；其中，所述高反镜、激光增益模块、偏振片和第一输出镜依次设置，并组成第一激光谐振腔；所述高反镜、激光增益模块、偏振片和输入镜、非线性光学介质和第二输出镜依次设置，并组成第二激光谐振腔；所述输入镜、非线性光学介质和第二输出镜依次放置，并组成第三激光谐振腔。

进一步地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，通过所述偏振片分离产生两组光，其中，所述两组光对应的光路分别为第一光路和第二光路；所述第一输出镜沿所述第一光路设置；所述输入镜、非线性光学介质和第二输出镜沿所述第二光路依次设置。

优选地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，通过所述偏振片分离产生反射光和透射光；其中，所述反射光对应的光路为所述第一光路，所述透射光对应的光路为所述第二光路；或者，所述反射光对应的光路为所述第二光路，所述透射光对应的光路为所述第一光路。

进一步地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述激光增益模块包括泵源、激光增益介质和散热装置，其中，所述激光增益介质内置于所述散热装置中，所述泵源设置在所述激光增益介质的侧部或者端部。

优选地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述激光增益介质由Tm：YAG晶体材料构成。

优选地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述泵源为波长在780nm～790nm波段的激光二极管。

进一步地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述非线性光学介质由ZGP晶体材料构成。

优选地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，在所述高反镜、所述第一输出镜、所述第二输出镜和所述输入镜上均设有针对基频激光的镀膜，在所述第二输出镜和所述输入镜上均设有针对目标波长变频激光的镀膜；所述第一激光谐振腔和所述第二激光谐振腔均为基频激光谐振腔，所述第三激光谐振腔为目标波长变频激光谐振腔。

较佳地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述基频激光为2μm波段的激光。

较佳地，在本发明所述的紧凑型中远红外激光装置中，所述目标波长变频激光为2μm～14μm波段的激光。