[发明专利]一种稀土晶体红外激光器的波长控制方法

说明书

本发明公开了一种稀土晶体红外激光器的波长控制方法，涉及光电子器件技术领域，包括：构建包含光栅两面镜谐振腔和稀土激光晶体的激光器系统，所述光栅两面镜谐振腔包含Littrow光栅和第二平凹镜；在启动所述激光器系统中的泵浦源后，对所述Littrow光栅的方位角进行调整，得到满足Littrow条件的光栅闪耀角度；在得到满足Littrow条件的光栅闪耀角度后，通过调整所述Littrow光栅的方位角，得到所述稀土激光晶体的波长。

技术领域

本发明涉及光电子器件技术领域，特别涉及一种稀土晶体红外激光器的波长控制方法。

背景技术

基于稀土晶体的激光器是红外波段一类重要的光源器件，其辐射波长在2-4μm之间，涵盖了C–H、O–H和N–H等化学键的特征吸收指纹，在化学物质探测、光谱学和医疗检测等领域具有重要的应用。现有稀土晶体(掺Tm、Ho、Er、Dy等粒子)的红外激光器大部分是基于镜面固定的谐振腔，其模式间的自然竞争导致激光输出为多个模式和多个波长，激光的波长无法准确控制和动态调谐，限制了稀土晶体激光器在分子传感等方面的实际应用。

光栅是一种重要的光学元件，其周期性表面的衍射级具有高反射率、频率选择性和角度调谐等独特性质，基于光栅的谐振腔是实现激光模式选择和波长控制的有效方法。现有基于Z型和X型光路的光栅谐振腔结构复杂，体积庞大，光路准直苛刻，激光性能易受光路失调和环境干扰(如机械扰动、温度变化等因素)的影响，限制了激光器实用化发展；此外这两种技术方案都是针对特殊的掺Cr的稀土晶体，其激光波长受限在1940-2780nm范围。为获得性能更好的稀土晶体红外激光器，需要发展新的激光谐振腔和波长控制方法。

发明内容

根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是现有基于稀土晶体的红外激光器通常输出多个激光模式和多个波长，限制了其在物质传感和光谱技术方面的应用，以及如何控制红外激光器的波长精度。

根据本发明实施例提供的一种稀土晶体红外激光器的波长控制方法，包括：

构建包含光栅两面镜谐振腔和稀土激光晶体的激光器系统，所述光栅两面镜谐振腔包含Littrow光栅和第二平凹镜；

在启动所述激光器系统中的泵浦源后，对所述Littrow光栅的方位角进行调整，得到满足Littrow条件的光栅闪耀角度；

在得到满足Littrow条件的光栅闪耀角度后，通过调整所述Littrow光栅的方位角，得到所述稀土激光晶体的波长。

根据本发明实施例提供的方案，实现了掺Er稀土激光晶体的单一波长的输出和准确控制，输出波长在2796-2825nm范围。此外，光栅两面镜谐振腔的腔型简单，光路易于调整，为稀土晶体红外激光器波长的控制和调谐提供了简易而有效的技术方案。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种稀土晶体红外激光器的波长控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的Littrow光栅耦合的两面镜谐振腔的波长选择原理示意图；

图3是本发明实施例提供的光栅耦合的两面镜谐振腔的激光器系统示意图；

图4是本发明实施例提供的实现激光波长控制和准确输出的流程图；

图5是本发明实施例提供的光栅耦合两面镜谐振腔的激光输出光谱示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。