專利名稱：中紅外光參量振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中紅外光參量振蕩器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及 固體激光技術(shù)中光參量振蕩器腔型設(shè)計(jì)，適用于光電對(duì)抗、生化威脅探測(cè)、 成像激光雷達(dá)等軍用和微量氣體探測(cè)，如天然氣管道泄漏探測(cè)、煤礦井 中甲烷探測(cè)等民用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光參量振蕩器是產(chǎn)生中紅外激光的裝置，是利用頻率下轉(zhuǎn)換技術(shù)，將
近紅外Nd : YAG 1.06 u m激光轉(zhuǎn)換成1.5 5u m激光。光參量振蕩器由泵 浦激光器、非線性晶體、振蕩器光學(xué)諧振腔組成，在強(qiáng)的泵浦光場(chǎng)作用下， 非線性晶體中產(chǎn)生的信號(hào)光、閑頻光由噪聲功率水平逐漸建立起來(lái)，形成 與泵浦光相當(dāng)?shù)墓β瘦敵觥? 5u m波段激光是大氣的一個(gè)窗口，對(duì)大霧、 煙塵等具有較強(qiáng)的穿透力，在海平面上傳輸受到氣體分子吸收和懸浮物散 射小，而且對(duì)多數(shù)重要的碳?xì)錃怏w及其它有毒氣體分子具有強(qiáng)的吸收特性， 因此，利用這些特性，3~5u m波段激光光源參量振蕩器被應(yīng)用于多個(gè)技術(shù) 領(lǐng)域。特別是在眾多非線性晶體中，KTA(砷酸鈦氧鉀)晶體具有高的 損傷閾值(>500MW/cm2， 1064nm 10ns)，透光范圍為350nm 5000nm， 3 5y m波段光參量振蕩具有合適的相位匹配角，而中國(guó)KTA晶體生長(zhǎng)技 術(shù)比較成熟，價(jià)格合理，可以說(shuō)KTA晶體是實(shí)現(xiàn)高功率中紅外激光輸出性 價(jià)比最高的非線性晶體，因此，KTA光參量振蕩器具有更廣泛的應(yīng)用前景。 但現(xiàn)有的光參量振蕩器技術(shù)方案仍存在不少缺點(diǎn)
1、 文獻(xiàn)"Design of a tunable mid匿IR光參量振蕩器 source for DIAL detection of trace gases"(Proc of SPIE Vol.6406,64091B,(2006》禾U用1.06 u mNd: YAG激光泵浦臨界相位匹配KTA光參量振蕩器實(shí)現(xiàn)了 2.3 y m 4.5 um的激光輸出，轉(zhuǎn)換效率小于4.4%，從文獻(xiàn)KTA在X-Z面的角度調(diào)諧 曲線可以看出3 5y m激光以閑頻光的形式輸出，相對(duì)應(yīng)的信號(hào)光為1.4 um 1.6ixm，但由于光參量振蕩相位匹配角e =41° 49°遠(yuǎn)離非臨界相位 匹配角，致使光參量振蕩器具有較大的走離角、小的泵浦光接收角和有效非線性系數(shù)，這對(duì)泵浦光的光束質(zhì)量提出了更高的要求，也降低了參量光 的轉(zhuǎn)換效率，而且信號(hào)光子能量和閑頻光子能量之間具有大的量子數(shù)虧損， 在產(chǎn)生光子數(shù)相同的情況下，3 5u m閑頻光能量比信號(hào)光1.4um 1.6 u m的能量低很多，因此通過(guò)此裝置很難獲得高功率中紅外激光。
2、 文獻(xiàn)"中紅外砷酸鈦氧鉀光參變振蕩器的實(shí)驗(yàn)研究"(激光技術(shù)， 第31巻，第3期，2007年6月)中，利用電光調(diào)Q燈抽運(yùn)1064nra Nd : YAG 抽運(yùn)復(fù)合腔砷酸鈦氧鉀光學(xué)參變振蕩器實(shí)現(xiàn)了中紅外激光輸出，其中KTA 晶體沿X軸切害(J，切割角6 =90°，小=0°，為非臨界相外匹配，信號(hào)光1547nm 能量為36mJ，閑頻光3407nm能量為llmJ，從中可以看出由于信號(hào)光子能 量和閑頻光子能量之間的量子數(shù)虧損，中紅外閑頻光能量比信號(hào)光低很多。 由上所述可見通過(guò)1.06 y m直接泵浦KTA光參量振蕩器獲得高功率中紅外 激光是比較困難的。
3、 美國(guó)專禾!j "monolithic serial optical parametric oscillator"(專禾!j號(hào) US6344920 Bl)采用1.06u m激光泵浦第 一 級(jí)非臨界相位匹配KTA光參量 振蕩器產(chǎn)生1.53 u m人眼安全激光，然后用1.53 y m人眼安全激光泵浦第 二級(jí)非臨界相位匹配KTA光參量振蕩器實(shí)現(xiàn)2.59u m信號(hào)光和3.76y m閑 頻光輸出，此方法通過(guò)增加泵浦光波長(zhǎng)，使信號(hào)光和閑頻光之間的量子數(shù) 虧損減小，從而提高了中紅外閑頻光的轉(zhuǎn)換效率，但專利中第一級(jí)光參量 振蕩器為外腔式，為了增加1.06u m泵浦光功率密度，常常需要用光學(xué)系 統(tǒng)壓縮泵浦光光斑，反而增加了泵浦光發(fā)散角，根據(jù)光參量振蕩器特性， 第一級(jí)和第二級(jí)光參量振蕩器參量光發(fā)散角都將增加，最終為了壓縮參量 光的發(fā)散角，壓縮望遠(yuǎn)鏡的放大倍率將增加，導(dǎo)致整個(gè)激光器的復(fù)雜性和 體積大大增加，同時(shí)也提高了激光器的調(diào)試難度，另外剩余的1.06ym泵 浦光有可能反饋到1.06U m激光器內(nèi)影響其性能，為了防止這種情況發(fā)生， 常在1.06y m激光器和光參量振蕩器之間加光隔離器，這無(wú)疑也增加了整 個(gè)激光器的復(fù)雜性和體積，而且增加元器件也將提高激光器成本。'

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的的缺點(diǎn)，充分利用內(nèi)腔式非
臨界相位匹配光參量振蕩器易起振、易偏振匹配和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，提供
一種充分利用泵浦光腔內(nèi)光功率密度以及利用光參量偏振匹配條件衍生多
種結(jié)構(gòu)、降低對(duì)光參量振蕩器泵浦光的技術(shù)要求，參量光轉(zhuǎn)換效率高、獲
得高功率中紅外激光、激光器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、體積小、成本低、整體性價(jià)比高的中紅外光參量振蕩器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種中紅外光參量振蕩器，它有一個(gè)1.06nm 激光器和兩級(jí)光參量振蕩器及聚光腔；所述1.06U m激光器的激光諧振腔
與第一級(jí)光參量振蕩器共用第一級(jí)輸出腔鏡，第一級(jí)光參量振蕩器與第二
級(jí)光參量振蕩器共用第二級(jí)輸出腔鏡；聚光腔內(nèi)安裝有氙燈和激光晶體。
所述的第一級(jí)光參量振蕩器為1.06ixm泵浦內(nèi)腔式非臨界相位匹配 KTA光參量振蕩器，第二級(jí)光參量振蕩器為1.53u m泵浦內(nèi)腔式非臨界相 位匹配KTA光參量振蕩器。
所述的1.06u m激光器是調(diào)Q激光器，其激光諧振腔包括1.06 ix m 全反腔鏡和第一級(jí)光參量振蕩器輸出腔鏡及調(diào)Q組件；該調(diào)Q組件為電光 調(diào)Q組件、或聲光調(diào)Q組件，或被動(dòng)調(diào)Q組件。
所述第一級(jí)光參量振蕩器包括與第二級(jí)參量振蕩器共用的第二級(jí)輸 出腔鏡，還有第一級(jí)第一 KTA晶體、第一級(jí)泵浦光輸入鏡以及與1.06U m 激光器共用的第一級(jí)輸出腔鏡；第一級(jí)第一KTA晶體、第一級(jí)泵浦光輸入 鏡安裝在1.06U m激光器的激光諧振腔內(nèi)；第一級(jí)輸出腔鏡與第二級(jí)泵浦 光輸入鏡形成第一級(jí)光參量振蕩器諧振腔；所述第一級(jí)第一 KTA晶體沿x 軸切割，采用II類非臨界相位匹配，兩端面鍍1.06U m、 1.53ym、 3.46u m增透膜，其y軸方向和1.06u m泵浦光偏振方向 一致滿足光參量振蕩偏 振匹配要求；第一級(jí)泵浦光輸入鏡左端面鍍1.06 y m45。高透，右端面鍍1.06 y m45。高透，1.53 y m 45°高反膜，使1.06 y m激光透過(guò)泵浦第一級(jí)光參量 振蕩器，同時(shí)使第一級(jí)光參量振蕩器諧振腔折疊。
所述的第二級(jí)光參量振蕩器包括第二級(jí)泵浦光輸入鏡、第二級(jí)第一 KTA晶體以及與第一級(jí)光參量振蕩器共用的第二級(jí)輸出腔鏡；第二級(jí)泵浦 光輸入鏡、第二級(jí)第一 KTA晶體安裝在第一級(jí)光參量振蕩器內(nèi)；第二級(jí)泵 浦光輸入鏡和第二級(jí)輸出腔鏡形成第二級(jí)光參量振蕩器諧振腔；第二級(jí)第 一KTA晶體沿x軸切割，采用II類非臨界相位匹配，兩端面鍍1.53nm、 2.59 u m、 3.76 u m增透膜，其y軸方向和1.53 u m泵浦光偏振方向一致滿 足光參量振蕩偏振匹配要求。
所述第一級(jí)輸出腔鏡、第二級(jí)輸出腔鏡和第二級(jí)泵浦光輸入鏡為 CaF2鏡片；第一級(jí)輸出腔鏡一面鍍1.06 y m、 1.53u m高反和3.46 u m增 透膜，另一面鍍3.46ym增透膜；第二級(jí)輸出腔鏡一面鍍1.53um、 2.59 y m高反膜和3.76u m增透膜，另 一 面鍍3.76 u m增透膜；第二級(jí)泵浦光 輸入鏡(11) 一面鍍1.53u m增透、2.59ii m高反、3.76 u m高反膜，另一面鍍1.53um增透；第一級(jí)光參量振蕩器和第二級(jí)光參量振蕩器都為信號(hào) 光單諧振光參量振蕩器。
所述的1.06 u m激光器是1.06U m電光調(diào)Q激光器；所述的調(diào)Q組 件包括有偏振元件、電光晶體(3)和1/4 1.06um波片，用于實(shí)現(xiàn)1.06nm 激光經(jīng)過(guò)偏振元件(4)向右傳播為線偏振光。
所述1.06 u m激光器是1.06u m電光調(diào)Q激光器；調(diào)Q組件由兩套 電光晶體和1/41.06 w m波片與一個(gè)偏振元件組成；偏振元件有兩個(gè)偏振光 路，每個(gè)偏振光路上均有1.06ii m全反腔鏡、電光晶體和1/41.06 y m波片， 兩路偏振光經(jīng)全反腔鏡分別反射后在偏振元件合成并成非線偏振光向右傳 播；第一級(jí)光參量振蕩器加入第一級(jí)第二 KTA晶體，該第一級(jí)第二 KTA 晶體與第一級(jí)第一 KTA晶體切割角度、鍍膜相同，其y軸方向與偏振元件 的另一偏振方向一致；第二級(jí)光參量振蕩器加入第二級(jí)第二 KTA晶體，該 第二級(jí)第二 KTA晶體與第二級(jí)第一 KTA晶體切割角度、鍍膜相同，其y 軸方向與第一級(jí)第二 KTA晶體產(chǎn)生的信號(hào)光偏振方向一致。
所述1.06 y m激光器是1.06um被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，1.06 y m激光諧振腔內(nèi)有偏振元件使1.06u m為線偏振光，被動(dòng)調(diào)Q元件或聲 光調(diào)Q元件在偏振元件和激光晶體之間、或在全反腔鏡和偏振元件之間， 或在激光晶體和第一級(jí)泵浦光輸入鏡之間。
所述1. 06u m激光器是1. 06u m被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，為非 線偏振光激光器，兩級(jí)光參量振蕩器通過(guò)雙塊KTA晶體滿足泵浦光兩個(gè)偏 振方向光參量振蕩偏振匹配條件；被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件在激光晶 體和全反腔鏡之間或放在激光晶體和第一級(jí)泵浦光輸入鏡之間。 本發(fā)明技術(shù)效果顯著-
1、兩級(jí)光參量振蕩器都為內(nèi)腔式非臨界相位匹配光參量振蕩器，其 光參量轉(zhuǎn)換接收角大，走離角小，能充分利用泵浦光腔內(nèi)功率密度以及利 用光參量振蕩器偏振匹配特性衍生多種結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)光參量振蕩器泵浦 光的要求；2、中紅外激光轉(zhuǎn)換效率高，可獲得高功率中紅外激光；3、激 光器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，容易裝調(diào)；4、體積小，成本低，中紅外激光器性價(jià)比咼。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示意圖，調(diào)Q組件由偏振元件、電光晶 體和波片組成；圖2是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例示意圖，調(diào)Q組件由兩套電光晶體和波 片與一個(gè)偏振元件組成；
圖3是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例示意圖，1.06 li m激光諧振腔內(nèi)有偏振 元件，被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件在1.06 u m激光諧振腔內(nèi)不同位置；
圖4是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例示意圖，1.06 y m激光諧振腔內(nèi)無(wú)偏振 元件，被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件在1.06y m激光諧振腔內(nèi)不同位置。
圖中l(wèi)-全反腔鏡；2-波片；3-電光晶體；4-偏振元件；5-聚光腔； 6-氙燈；7-激光晶體；8-第一級(jí)泵浦光輸入鏡；9-第一級(jí)第一 KTA晶體；
10-第一級(jí)輸出腔鏡；ll-第二級(jí)泵浦光輸入鏡；12-第二級(jí)第一KTA晶體；
13-第二級(jí)輸出腔鏡；14-第一級(jí)第二 KTA晶體；15-第二級(jí)第二 KTA晶體； 16-被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明如下 實(shí)施例1:
如圖l所示 一種中紅外光參量振蕩器，它有一個(gè)1.06U m激光器
和兩級(jí)光參量振蕩器及聚光腔5;所述1.06y m激光器的激光諧振腔與第
一級(jí)光參量振蕩器共用第一級(jí)輸出腔鏡10，第一級(jí)光參量振蕩器與第二級(jí)
光參量振蕩器共用第二級(jí)輸出腔鏡13;聚光腔5內(nèi)安裝有氙燈6和激光晶
體7。第一級(jí)光參量振蕩器為1.06y m泵浦內(nèi)腔式非臨界相位匹配KTA光
參量振蕩器，第二級(jí)光參量振蕩器為1.53y m泵浦內(nèi)腔式非臨界相位匹配
KTA光參量振蕩器。所述的1.06u m激光器是調(diào)Q激光器，其激光諧振
腔包括1.06U m全反腔鏡1和第一級(jí)光參量振蕩器輸出腔鏡10及調(diào)Q組
件；該調(diào)Q組件為電光調(diào)Q組件、或聲光調(diào)Q組件，或被動(dòng)調(diào)Q組件。
所述第一級(jí)光參量振蕩器包括與第二級(jí)參量振蕩器共用的第二級(jí)輸出腔鏡
13，還有第一級(jí)第一 KTA晶體9、第一叛泵浦光輸入鏡8以及與1.06u m
激光器共用的第一級(jí)輸出腔鏡10;第一級(jí)第一 KTA晶體9、第一級(jí)泵浦光
輸入鏡8安裝在1.06u m激光器的激光諧振腔內(nèi)；第一級(jí)輸出腔鏡10與第
二級(jí)泵浦光輸入鏡11形成第一級(jí)光參量振蕩器諧振腔；所述第一級(jí)第一
KTA晶體9沿x軸切割，采用II類非臨界相位匹配，兩端面鍍1.06wm、
1.53 n m、 3.46 u m增透膜，其y軸方向和1.06 y m泵浦光偏振方向一致滿
足光參量振蕩偏振匹配要求；第一級(jí)泵浦光輸入鏡8左端面鍍1.06 y m45°
高透，右端面鍍1.06u m45°高透，1.53 y m 45°高反膜，使1.06ym激光透過(guò)泵浦第一級(jí)光參量振蕩器，同時(shí)使第一級(jí)光參量振蕩器諧振腔折疊。 所述的第二級(jí)光參量振蕩器包括第二級(jí)泵浦光輸入鏡11、第二級(jí)第一 KTA 晶體12以及與第一級(jí)光參量振蕩器共用的第二級(jí)輸出腔鏡13;第二級(jí)泵 浦光輸入鏡11、第二級(jí)第一 KTA晶體12安裝在第一級(jí)光參量振蕩器內(nèi)； 第二級(jí)泵浦光輸入鏡11和第二級(jí)輸出腔鏡13形成第二級(jí)光參量振蕩器諧 振腔；第二級(jí)第一 KTA晶體12沿x軸切割，采用II類非臨界相位匹配， 兩端面鍍1.53um、 2.59lim、 3.76ym增透膜，其y軸方向和1.53 y m泵 浦光偏振方向一致滿足光參量振蕩偏振匹配要求。所述第一級(jí)輸出腔鏡10、 第二級(jí)輸出腔鏡13和第二級(jí)泵浦光輸入鏡11為CaF2鏡片；第一級(jí)輸出腔 鏡10—面鍍1.06 y m、 1.53 u m高反和3.46 u m增透膜，另一面鍍3.46u m增透膜；第二級(jí)輸出腔鏡13 —面鍍1.53 y m、 2.59 y m高反膜和3.76 u m增透膜，另一面鍍3.76 n m增透膜；第二級(jí)泵浦光輸入鏡11 一面鍍1.53
H m增透、2.59 y m高反、3.76 u m高反膜，另一面鍍1.53um增透；第一 級(jí)光參量振蕩器和第二級(jí)光參量振蕩器都為信號(hào)光單諧振光參量振蕩器。 所述的1.06ix m激光器是1.06 u m電光調(diào)Q激光器；所述的調(diào)Q組件包括 有偏振元件4、電光晶體3和1/4 1.06n m波片2，用于實(shí)現(xiàn)1.06 u m激光 經(jīng)過(guò)偏振元件4向右傳播為線偏振光。所述1.06u m激光器是1.06 u m電 光調(diào)Q激光器；調(diào)Q組件由兩套電光晶體3和1/41.06 u m波片2與一個(gè) 偏振元件4組成；偏振元件4有兩個(gè)偏振光路，每個(gè)偏振光路上均有1.06
ym全反腔鏡l、電光晶體3和1/41.06y m波片2，兩路偏振光經(jīng)全反腔 鏡1分別反射后在偏振元件4合成并成非線偏振光向右傳播；第一級(jí)光參 量振蕩器加入第一級(jí)第二 KTA晶體14，該第一級(jí)第二 KTA晶體14與第一 級(jí)第一 KTA晶體9切割角度、鍍膜相同，其y軸方向與偏振元件4的另一 偏振方向一致；第二級(jí)光參量振蕩器加入第二級(jí)第二 KTA晶體15，該第二 級(jí)第二 KTA晶體15與第二級(jí)第一 KTA晶體12切割角度、鍍膜相同，其y 軸方向與第一級(jí)第二 KTA晶體14產(chǎn)生的信號(hào)光偏振方向一致。所述1.06
P m激光器是1.06um被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，1.06 u m激光諧振腔
內(nèi)有偏振元件4使1.06 u m為線偏振光，被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件16 在偏振元件4和激光晶體7之間、或在全反腔鏡1和偏振元件4之間，或 在激光晶體7和第一級(jí)泵浦光輸入鏡8之間。所述1. 06y m激光器是1. 06
U m被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，為非線偏振光激光器，兩級(jí)光參量振蕩
器通過(guò)雙塊KTA晶體滿足泵浦光兩個(gè)偏振方向光參量振蕩偏振匹配條件；
被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件16在激光晶體7和全反腔鏡1之間或放在激光晶體7和第一級(jí)泵浦光輸入鏡8之間。第一級(jí)光參量振蕩器和第二級(jí)光 參量振蕩器都為信號(hào)光單諧振光參量振蕩器。第一級(jí)光參量振蕩器通過(guò)第 一級(jí)輸出腔鏡10輸出3.46U m中紅外激光，第二級(jí)光參量振蕩器通過(guò)第二 級(jí)輸出腔鏡13輸出3.76U m中紅外激光。所述的調(diào)Q組件由偏振元件4、 電光晶體3和1/4波片2組成，用于實(shí)現(xiàn)1.06y m激光經(jīng)過(guò)偏振元件4向 右傳播為線偏振光；偏振元件4是偏振片、也可以選PBS、 Glan laser棱 鏡；電光晶體2是KD'P，也可以選LiNb03、 BBO或RTP。 實(shí)施例2:
如圖2所示，與上述實(shí)施例1不同的是所述1.06 ii m激光器調(diào)Q
組件由兩套電光晶體3和1/4波片2與一個(gè)偏振元件4組成；即偏振元
件4有兩個(gè)偏振光路，每個(gè)偏振光路上均有全反腔鏡1、電光晶體3和波
片2，兩路光經(jīng)全反腔鏡1在偏振元件4合成并成非偏振光向右傳播；第
一級(jí)光參量振蕩器加入第一級(jí)第二 KTA晶體14，該第一級(jí)第二 KTA晶體
14與第一級(jí)第一 KTA晶體9切割角度、鍍膜相同，其y軸方向與偏振元件
4的另一偏振方向一致；第二級(jí)光參量振蕩器加入第二級(jí)第二 KTA晶體
15，該第二級(jí)第二 KTA晶體15與第二級(jí)第一 KTA晶體12切割角度、鍍 膜相同，其y軸方向與第一級(jí)第二 KTA晶體14產(chǎn)生的信號(hào)光偏振方向一
致。本實(shí)施例產(chǎn)品充分利用光參量振蕩器偏振匹配特性，使非線偏振泵浦 光充分轉(zhuǎn)換。
實(shí)施例3:
如圖3所示，與上述實(shí)施例1不同的是所述1.06U m激光器是1.06 y m被動(dòng)調(diào)Q激光器或聲光調(diào)Q激光器，1.06 u m諧振腔內(nèi)有偏振元件4， 被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件在1.06 y m激光諧振腔內(nèi)不同位置，如被動(dòng) 調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件16在偏振元件4和激光晶體7之間、也可在全 反腔鏡1和偏振元件4之間，或在激光晶體7和泵浦光輸入鏡8之間。
實(shí)施例4:
如圖4所示，與上述實(shí)施例3不同的是所述1.06y m激光器是1.06 ym被動(dòng)調(diào)Q激光器，無(wú)偏振元件4，為非線偏振光激光器；兩級(jí)光參量 振蕩器通過(guò)雙塊KTA晶體滿足泵浦光兩個(gè)偏振方向光參量振蕩偏振匹配條 件；被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件16可在1.06y m激光諧振腔內(nèi)不同位置， 如可放在激光晶體7和全反腔鏡1之間也可放在激光晶體7和泵浦光輸入 鏡8之間。
權(quán)利要求
1、一種中紅外光參量振蕩器，其特征在于它包括一個(gè)1.06μm激光器和兩級(jí)光參量振蕩器及聚光腔(5)；所述1.06μm激光器的激光諧振腔與第一級(jí)光參量振蕩器共用第一級(jí)輸出腔鏡(10)，第一級(jí)光參量振蕩器與第二級(jí)光參量振蕩器共用第二級(jí)輸出腔鏡(13)；聚光腔(5)內(nèi)安裝有氙燈(6)和激光晶體(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利1要求所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在于-所述的第一級(jí)光參量振蕩器為1.06 ym泵浦內(nèi)腔式非臨界相位匹配 KTA光參量振蕩器，第二級(jí)光參量振蕩器為1.53U m泵浦內(nèi)腔式非臨 界相位匹配KTA光參量振蕩器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在 于所述的1.06wm激光器是調(diào)Q激光器，其激光諧振腔包括1.06iim 全反腔鏡(1)和第一級(jí)光參量振蕩器輸出腔鏡(10)及調(diào)Q組件；該調(diào)Q 組件為電光調(diào)Q組件、或聲光調(diào)Q組件，或被動(dòng)調(diào)Q組件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在 于所述第一級(jí)光參量振蕩器包括與第二級(jí)參量振蕩器共用的第二級(jí)輸 出腔鏡(13)，還有第一級(jí)第一 KTA晶體(9)、第一級(jí)泵浦光輸入鏡(8) 以及與1.06wm激光器共用的第一級(jí)輸出腔鏡(10);第一級(jí)第一 KTA 晶體(9)、第一級(jí)泵浦光輸入鏡(8)安裝在1.06um激光器的激光諧振 腔內(nèi)；第一級(jí)輸出腔鏡(10)與第二級(jí)泵浦光輸入鏡(11)形成第一級(jí)光 參量振蕩器諧振腔；所述第一級(jí)第一 KTA晶體(9)沿x軸切割，采用 II類非臨界相位匹配，兩端面鍍1.06um、 1.53um、 3.46ym增透膜， 其y軸方向和1.06um泵浦光偏振方向一致滿足光參量振蕩偏振匹配要 求；第一級(jí)泵浦光輸入鏡(8)左端面鍍1.06li m45。高透，右端面鍍 1.06um45。高透，1.53 u m 45°高反膜，使1.06 u m激光透過(guò)泵浦第一 級(jí)光參量振蕩器，同時(shí)使第一級(jí)光參量振蕩器諧振腔折疊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在 于所述的第二級(jí)光參量振蕩器包括第二級(jí)泵浦光輸入鏡(11)、第二 級(jí)第一 KTA晶體(12)以及與第一級(jí)光參量振蕩器共用的第二級(jí)輸出 腔鏡(13);第二級(jí)泵浦光輸入鏡(11)、第二級(jí)第一 KTA晶體(12)安裝在第一級(jí)光參量振蕩器內(nèi)；第二級(jí)泵浦光輸入鏡(11)和第二級(jí)輸 出腔鏡(13)形成第二級(jí)光參量振蕩器諧振腔；第二級(jí)第一 KTA晶體 (12)沿x軸切割，采用II類非臨界相位匹配，兩端面鍍1.53 y m、 2.59 nm、 3.76um增透膜，其y軸方向和1.53ym泵浦光偏振方向一致滿 足光參量振蕩偏振匹配要求。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4的所述中紅外光參量振蕩器，其特征在于-所述第一級(jí)輸出腔鏡(IO)、第二級(jí)輸出腔鏡(13)和第二級(jí)泵浦光輸入 鏡(11)為CaF2鏡片；第一級(jí)輸出腔鏡(10)—面鍍1.06um、 1.53um 高反和3.46y m增透膜，另一面鍍3.46u m增透膜；第二級(jí)輸出腔鏡(13) 一面鍍1.53ym、 2.59um高反膜和3.76um增透膜，另一面鍍3.76u m增透膜；第二級(jí)泵浦光輸入鏡(11) 一面鍍1.53um增透、2.59um 高反、3.76U m高反膜，另一面鍍1.53ym增透；第一級(jí)光參量振蕩器 和第二級(jí)光參量振蕩器都為信號(hào)光單諧振光參量振蕩器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在于-所述的1.06 u m激光器是1.06um電光調(diào)Q激光器；所述的調(diào)Q組件 包括有偏振元件(4)、電光晶體(3)和1/4 1.06 u m波片(2)，用于實(shí)現(xiàn)1.06 um激光經(jīng)過(guò)偏振元件(4)向右傳播為線偏振光。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在于 所述1.06 y m激光器是1.06 y m電光調(diào)Q激光器；調(diào)Q組件由兩套電 光晶體(3)和1/41.06 y m波片(2)與一個(gè)偏振元件(4 )組成；偏振元件(4)有兩個(gè)偏振光路，每個(gè)偏振光路上均有1.06ym全反腔鏡(1)、 電光晶體(3)和1/41.06um波片(2)，兩路偏振光經(jīng)全反腔鏡(1) 分別反射后在偏振元件(4)合成并成非線偏振光向右傳播；第一級(jí)光 參量振蕩器加入第一級(jí)第二 KTA晶體(14 )，該第 一 級(jí)第二 KTA晶體 (14)與第一級(jí)第一 KTA晶體(9 )切割角度、鍍膜相同，其y軸方向與偏 振元件(4)的另一偏振方向一致；第二級(jí)光參量振蕩器加入第二級(jí)第二 KTA晶體(15)，該第二級(jí)第二 KTA晶體(15)與第二級(jí)第一 KTA晶體(12) 切割角度、鍍膜相同，其y軸方向與第一級(jí)第二 KTA晶體(14)產(chǎn)生的 信號(hào)光偏振方向一致。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在于 所述1.06 u m激光器是1.06 u m被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，1.06 y m激光諧振腔內(nèi)有偏振元件(4)使1.06um為線偏振光，被動(dòng)調(diào)Q元件 或聲光調(diào)Q元件(16)在偏振元件(4)和激光晶體(7)之間、或在全反 腔鏡(1)和偏振元件(4)之間，或在激光晶體(7)和第一級(jí)泵浦光 輸入鏡(8)之間。
10、根據(jù)權(quán)利要求3所述的中紅外光參量振蕩器，其特征在于所述1.06ym激光器是1.06um被動(dòng)調(diào)Q或聲光調(diào)Q激光器，為非線偏 振光激光器，兩級(jí)光參量振蕩器通過(guò)雙塊KTA晶體滿足泵浦光兩個(gè)偏振 方向光參量振蕩偏振匹配條件；被動(dòng)調(diào)Q元件或聲光調(diào)Q元件(16)在 激光晶體(7)和全反腔鏡(1)之間或放在激光晶體(7)和第一級(jí)泵 浦光輸入鏡(8)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中紅外光參量振蕩器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。它包括一個(gè)1.06μm激光器和兩級(jí)光參量振蕩器及聚光腔；所述1.06μm激光器的激光諧振腔與第一級(jí)光參量振蕩器共用一個(gè)諧振腔鏡，第一級(jí)光參量振蕩器與第二級(jí)光參量振蕩器共用一個(gè)諧振腔鏡。本發(fā)明兩級(jí)光參量振蕩器都為內(nèi)腔式非臨界相位匹配光參量振蕩器，其光參量轉(zhuǎn)換接收角大，走離角小，能充分利用泵浦光腔內(nèi)光功率密度以及利用光參量轉(zhuǎn)換偏振匹配條件衍生多種結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)光參量振蕩器泵浦光的技術(shù)要求，因此光參量轉(zhuǎn)換效率高，可獲得高功率中紅外激光；激光器結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、體積小、成本低、整體性價(jià)比高。
文檔編號(hào)G02F1/35GK101614928SQ20091006323
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者芳 東, 劉在洲, 峰 孫, 王壽增, 翔 趙, 黃開仁 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所