本發(fā)明屬于固體激光器，尤其涉及一種基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器。

背景技術(shù)：

1、cr2+:znse激光器是氣體檢測(cè)、遙感、光通信等領(lǐng)域的理想光源。由于cr2+離子具有較寬的吸收譜(1.5～2.1μm)，故其泵浦源可以有多種選擇，對(duì)cr2+:znse進(jìn)行抽運(yùn)的波長(zhǎng)通常在2μm左右。cr2+離子的吸收峰在1.75μm附近，而目前在這一波段能夠提供有效抽運(yùn)的激光器很少，故在cr2+:znse和cr2+:zns激光器中獲得高功率的激光輸出，抽運(yùn)光源的選擇是至關(guān)重要。

2、目前，cr2+:znse泵浦源的選擇主要有三種：二極管激光器(ld)、摻銩光纖激光器、摻鈥或摻銩全固態(tài)激光器。以i?ngaasp等為增益介質(zhì)的二極管激光器位于1.6～1.9μm，能提高電光轉(zhuǎn)換效率，且有效降低成本，但是此類(lèi)半導(dǎo)體激光器輸出激光的亮度較差，由ld直接泵浦的摻鉻激光器輸出功率普遍較低；摻銩光纖激光器通過(guò)加入波長(zhǎng)選擇器可將激光的輸出波長(zhǎng)控制在cr2+離子吸收峰附近的波長(zhǎng)處，如1.83μm，可以極大地提高光光轉(zhuǎn)換效率，但摻銩光纖激光器的波長(zhǎng)選擇器較為昂貴，難以在工業(yè)上普及。此外，還有一些不常用的泵浦選擇，如：1.75～2.1μm可調(diào)諧co2+:mgf2激光器和1.5～2μm的光參量激光器，但這類(lèi)激光器作為泵浦時(shí)，成本高昂，且容易損傷。泵浦源的選擇要充分考慮到量子虧損和吸收系數(shù)等因素。若量子虧損較大，則cr2+:znse晶體內(nèi)部熱量沉積，熱效應(yīng)的增強(qiáng)會(huì)降低激光運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，利用摻銩固體激光器作為泵浦源泵浦摻鉻的晶體，通過(guò)提高光光轉(zhuǎn)換效率，可以實(shí)現(xiàn)摻鉻激光器的高功率輸出。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，包括依次排布的泵浦源、泵浦光耦合裝置、第一激光鏡片、摻銩激光增益介質(zhì)、第一激光耦合輸出鏡片、光耦合裝置、第二激光鏡片、摻鉻激光增益介質(zhì)和第二激光耦合輸出鏡片；其中，所述摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的固體增益介質(zhì)；所述摻鉻激光增益介質(zhì)為摻鉻的固體增益介質(zhì)，具有激光增益特性；所述第一激光鏡片和所述第一激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第一振蕩腔體；所述第二激光鏡片和所述第二激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第二振蕩腔體，用于將摻鉻激光增益介質(zhì)產(chǎn)生的激光進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，輸出2.4微米波長(zhǎng)的激光。

3、進(jìn)一步地，所述摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的玻璃、摻銩的晶體或摻銩的激光陶瓷中的任意一種。

4、進(jìn)一步地，所述第一激光鏡片和所述第一激光耦合輸出鏡片構(gòu)成穩(wěn)定腔，腔型為：平-平、平-凹、凹-平腔中的任意一種。

5、進(jìn)一步地，所述第二振蕩腔體為f-p腔、折疊腔或環(huán)形腔中的任意一種。

6、進(jìn)一步地，所述第一激光鏡片，用于通過(guò)所述泵浦源提供的激光和反射反射率大于99.5％，所述摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光；

7、所述第一激光耦合輸出鏡片，用于透過(guò)所述摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光，其對(duì)1900nm以上波段的透過(guò)率大于90％。

8、進(jìn)一步地，所述第二激光鏡片，用于通過(guò)所述摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光和反射，反射率大于99.5％所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光。

9、進(jìn)一步地，所述第二激光耦合輸出鏡片，用于透過(guò)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光，其透過(guò)率不大于50％。

10、進(jìn)一步地，用于實(shí)現(xiàn)1.9～3μm波段激光的輸出。

11、進(jìn)一步地，還包括位于所述摻鉻激光增益介質(zhì)和所述第二激光耦合輸出鏡片的光路之間的第一反射鏡片和第二反射鏡片，所述第一反射鏡片用于反射所述摻鉻激光增益介質(zhì)輸出的激光，所述第二反射鏡片用于接收所述第一反射鏡片反射的激光并反射給所述第二激光耦合輸出鏡片，其中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡對(duì)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光的反射率大于99.5％。

12、進(jìn)一步地，還包括位于所述摻鉻激光增益介質(zhì)和所述第二激光耦合輸出鏡片的光路之間的第一反射鏡片和第二反射鏡片，所述第一反射鏡片用于反射所述摻鉻激光增益介質(zhì)輸出的激光，所述第二反射鏡片用于接收所述第一反射鏡片反射的激光并反射給所述第二激光耦合輸出鏡片，所述第二激光鏡片用于將所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光反射向所述第二激光耦合輸出鏡片，其中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡對(duì)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光的反射率大于99.5％。

13、本發(fā)明中基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

14、泵浦源用于提供能夠被摻銩激光增益介質(zhì)所吸收的波長(zhǎng)的激光；泵浦光耦合裝置用于將泵浦源提供的激光聚焦進(jìn)入摻銩激光增益介質(zhì)內(nèi)，光耦合裝置用于將摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光耦合聚焦進(jìn)摻鉻激光增益介質(zhì)內(nèi)部，其中，摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的固體增益介質(zhì)；摻鉻激光增益介質(zhì)為摻鉻的固體增益介質(zhì)，具有激光增益特性；第一激光鏡片和第一激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第一振蕩腔體；第二激光鏡片和第二激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第二振蕩腔體，用于將摻鉻激光增益介質(zhì)產(chǎn)生的激光進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，輸出2.4微米波長(zhǎng)的激光。本發(fā)明通過(guò)采用摻銩的固體激光器作為泵浦源，泵浦摻鉻的晶體，泵浦吸收效率可以達(dá)到80％，輸出功率可以達(dá)到1w，解決了摻鉻晶體在其他諸如光纖激光器等泵浦源下泵浦效率和輸出功率不高的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，包括依次排布的泵浦源、泵浦光耦合裝置、第一激光鏡片、摻銩激光增益介質(zhì)、第一激光耦合輸出鏡片、光耦合裝置、第二激光鏡片、摻鉻激光增益介質(zhì)和第二激光耦合輸出鏡片；其中，所述摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的固體增益介質(zhì)；所述摻鉻激光增益介質(zhì)為摻鉻的固體增益介質(zhì)，具有激光增益特性；所述第一激光鏡片和所述第一激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第一振蕩腔體；所述第二激光鏡片和所述第二激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第二振蕩腔體，用于將摻鉻激光增益介質(zhì)產(chǎn)生的激光進(jìn)行波長(zhǎng)選擇，輸出2.4微米波長(zhǎng)的激光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的玻璃、摻銩的晶體或摻銩的激光陶瓷中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述第一激光鏡片和所述第一激光耦合輸出鏡片構(gòu)成穩(wěn)定腔，腔型為：平-平、平-凹、凹-平腔中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述第二振蕩腔體為f-p腔、折疊腔或環(huán)形腔中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述第一激光鏡片，用于通過(guò)所述泵浦源提供的激光和反射反射率大于99.5％，所述摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述第二激光鏡片，用于通過(guò)所述摻銩激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光和反射，反射率大于99.5％所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，所述第二激光耦合輸出鏡片，用于透過(guò)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光，其透過(guò)率不大于50％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)1.9～3μm波段激光的輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，還包括位于所述摻鉻激光增益介質(zhì)和所述第二激光耦合輸出鏡片的光路之間的第一反射鏡片和第二反射鏡片，所述第一反射鏡片用于反射所述摻鉻激光增益介質(zhì)輸出的激光，所述第二反射鏡片用于接收所述第一反射鏡片反射的激光并反射給所述第二激光耦合輸出鏡片，其中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡對(duì)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光的反射率大于99.5％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，其特征在于，還包括位于所述摻鉻激光增益介質(zhì)和所述第二激光耦合輸出鏡片的光路之間的第一反射鏡片和第二反射鏡片，所述第一反射鏡片用于反射所述摻鉻激光增益介質(zhì)輸出的激光，所述第二反射鏡片用于接收所述第一反射鏡片反射的激光并反射給所述第二激光耦合輸出鏡片，所述第二激光鏡片用于將所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)射的激光反射向所述第二激光耦合輸出鏡片，其中，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡對(duì)所述摻鉻激光增益介質(zhì)發(fā)出的激光的反射率大于99.5％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于銩固體激光器泵浦的摻鉻增益介質(zhì)固體激光器，包括依次排布的泵浦源、泵浦光耦合裝置、第一激光鏡片、摻銩激光增益介質(zhì)、第一激光耦合輸出鏡片、光耦合裝置、第二激光鏡片、摻鉻激光增益介質(zhì)和第二激光耦合輸出鏡片；摻銩激光增益介質(zhì)為摻銩的固體增益介質(zhì)；摻鉻激光增益介質(zhì)為摻鉻的固體增益介質(zhì)；第一激光鏡片和第一激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第一振蕩腔體；第二激光鏡片和第二激光耦合輸出鏡片之間構(gòu)建激光的第二振蕩腔體，用于波長(zhǎng)選擇，實(shí)現(xiàn)1.9～3μm波段激光的輸出。本發(fā)明通過(guò)采用摻銩的固體激光器作為泵浦源，泵浦摻鉻的晶體，解決了摻鉻晶體在其他諸如光纖激光器等泵浦源下泵浦效率和輸出功率不高的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：許長(zhǎng)文,衛(wèi)藝丹,李蘇燎,張米輪,劉果洋,王瑀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2