CN104466656B

CN104466656B - 一种单源多波长输出的红外连续激光器

Info

Publication number: CN104466656B
Application number: CN201410839974.9A
Authority: CN
Inventors: 赵东旭; 王云鹏; 王飞; 王登魁; 赵斌; 赵欣; 石琳琳
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2034-12-30
Also published as: CN104466656A

Abstract

本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器，属于激光技术领域，解决了现有技术无法输出红外连续光波的技术问题；本发明包括光纤激光器、反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和水冷控温设备Ⅰ；光纤激光器发出的光束依次通过反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置；本发明还包括折叠镜、与一级多波长输出装置相同的二级多波长输出装置和与制冷控温设备Ⅰ相同的制冷控温设备Ⅱ；包括两条光路；第一条光路为：光纤激光器发出的光束依次通过反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和折叠镜；第二条光路为：光纤激光器发出的光束依次反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和二级多波长输出装置。

Description

一种单源多波长输出的红外连续激光器

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种单源多波长输出的红外连续激光器。

背景技术

以LD或者LD阵列作为泵浦源，以固体激光材料作为增益介质的激光产生装置的全固态激光器具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、光束质量高等优点，无论在军事还是科研领域中否得到了广泛的运用。而红外激光指纹探测特点和军事制导、成像中的应用使得后外波段输出的激光器越来越被重视。

现今的绝大多数红外连续激光器都限制在单波长输出，且现有的波长可可调谐激光器都是脉冲光输出配合非线性晶体，以高峰值功率的脉冲激光在非线性晶体中的参量放大及参量振荡等参量转换过程，实现输出光波长可调谐的能力。无法调节并输出红外连续光波。

发明内容

本发明的目的是提供一种单源多波长输出的红外连续激光器，解决现有技术无法输出红外连续光波的技术问题。

本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器包括光纤激光器、反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和水冷控温设备Ⅰ；光纤激光器发出的光束依次通过反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅰ用于实现一级多波长输出装置中的晶体快速散热；

所述一级多波长输出装置包括正透镜Ⅰ、平面镜Ⅰ、平移台Ⅰ、多晶体承载装置Ⅰ和凹面二向色镜Ⅰ；通过反射镜b的光束依次通过正透镜Ⅰ、平面镜Ⅰ、多晶体承载装置Ⅰ和凹面二向色镜Ⅰ；平面镜Ⅰ在平移台Ⅰ上；

所述多晶体承载装置Ⅰ包括晶体承载体、定位滑轨、定位器、入水口Ⅰ、蛇形腔、多个晶体槽、出水口Ⅰ；入水口Ⅰ在晶体承载体的一侧，出水口Ⅰ在晶体承载体的另一侧，定位器在定位滑轨上，晶体承载体与定位滑轨间隙配合，晶体承载体上开有多个晶体槽，晶体通过螺钉紧固在晶体槽中，晶体承载体上的定位孔与定位器配合，实现定位。

水冷控温设备Ⅰ包括入水口、一级制冷系统、水泵集成制冷片、冷却液管和出水口；一级制冷系统把包括风扇和散热片；风扇固定在散热片上；制冷液通过入水口进入一级制冷系统，后经过水泵集成制冷片，并经过冷却液管流经出水口。

多晶体承载装置Ⅰ的入水口Ⅰ通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的入水口连接，多晶体承载装置Ⅰ的出水口Ⅰ通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的出水口连接。

所述多个晶体槽的个数为大于等于4个。

本发明还包括折叠镜、与一级多波长输出装置相同的二级多波长输出装置和与水冷控温设备Ⅰ相同的水冷控温设备Ⅱ；包括两条光路；第一条光路为：光纤激光器发出的光束依次通过反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和折叠镜；第二条光路为：光纤激光器发出的光束依次通过反射镜a、正透镜、反射镜b、一级多波长输出装置和二级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅱ用于实现二级多波长输出装置中的晶体的快速散热。

所述二级多波长输出装置包括正透镜Ⅱ、平面镜Ⅱ、平移台Ⅱ、多晶体承载装置Ⅱ和凹面二向色镜Ⅱ；通过折叠镜的光束依次通过正透镜Ⅱ、平面镜Ⅱ、多晶体承载装置Ⅱ和凹面二向色镜Ⅱ；平面镜Ⅱ在平移台Ⅱ上。

多晶体承载装置Ⅱ的入水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的入口连接，多晶体承载装置Ⅱ的出水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的出水口连接。

本发明的有益技术效果：本发明利用多晶体承载装置，在单泵浦源的条件下实现波长阶跃调谐的连续光输出。本发明的激光器体积紧凑；且每单一波长激光输出仅取决于激光基体性质、无参量过程参与，具有能量输出稳定、光斑质量好、散热快、成本低和维护简单等优点。

附图说明

图1为本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器的结构图；

图2为本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器的水冷控温设备的结构图；

图3为本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器的水冷控温设备的多晶体承载系统的结构图；

其中，1、光纤激光器，2、反射镜a，3、正透镜，4、反射镜b，5、正透镜Ⅰ，6、平面镜Ⅰ，7、平移台Ⅰ，8、多晶体承载装置Ⅰ，801、定位滑轨，802、入水口Ⅰ，803、晶体槽，804、出水口Ⅰ，805、定位器，806、晶体承载体，807、蛇形腔，9、凹面二向色镜Ⅰ，10、折叠镜，11、正透镜Ⅱ，12、平面镜Ⅱ，13、平移台Ⅱ，14、多晶体承载装置Ⅱ，15、凹面二向色镜Ⅱ，16、水冷控温设备Ⅰ，1601、入水口，1602、风扇，1603、散热片，1604、水泵集成制冷片，1605、冷却液管，1606、出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

具体实施方式一：

参见附图1，本发明一种单源多波长输出的红外连续激光器包括光纤激光器1、反射镜a2、正透镜3、反射镜b4、一级多波长输出装置和水冷控温设备Ⅰ16；光纤激光器1发出的光束依次通过反射镜a2、正透镜3、反射镜b4、一级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅰ16用于实现一级多波长输出装置中的晶体快速散热。

所述一级多波长输出装置包括正透镜Ⅰ5、平面镜Ⅰ6、平移台Ⅰ7、多晶体承载装置Ⅰ8和凹面二向色镜Ⅰ9；通过反射镜b4的光束依次通过正透镜Ⅰ5、平面镜Ⅰ6、多晶体承载装置Ⅰ8和凹面二向色镜Ⅰ9；平面镜Ⅰ6在平移台Ⅰ7上。

所述多晶体承载装置Ⅰ8包括晶体承载体806、定位滑轨801、定位器805、入水口Ⅰ802、蛇形腔Ⅰ807、多个晶体槽803、出水口Ⅰ804；晶体承载体806的底部设有定位孔；入水口Ⅰ802在晶体承载体806的一侧，出水口Ⅰ804在晶体承载体806的另一侧，定位器805在定位滑轨801上，晶体承载体806与定位滑轨801配合，晶体承载体806上开有多个晶体槽；晶体通过螺钉紧固在多个晶体槽803中，晶体承载体806上的定位孔与定位器805配合，实现定位。

水冷控温设备Ⅰ16包括入水口1601、一级制冷系统、水泵集成制冷片1604、冷却液管1605和出水口1606；一级制冷系统把包括风扇1602和散热片1603；风扇1602固定在散热片1603上；制冷液通过入水口1601进入一级制冷系统，后经过水泵集成制冷片1604，并经过冷却液管1605流经出水口1606。

多晶体承载装置Ⅰ的入水口Ⅰ802通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的入水口连接，多晶体承载装置Ⅰ的出水口Ⅰ804通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的出水口连接。

所述多个晶体槽803的个数为大于等于4个。

本发明还包括折叠镜10、与一级多波长输出装置相同的二级多波长输出装置和与水冷控温设备Ⅰ16相同的水冷控温设备Ⅱ；多晶体承载装置Ⅰ8与多晶体承载装置Ⅱ14相同；包括两条光路；第一条光路为：光纤激光器1发出的光束依次通过反射镜a2、正透镜3、反射镜b4、一级多波长输出装置、折叠镜10；第二条光路为：光纤激光器1发出的光束依次通过反射镜a2、正透镜3、反射镜b4、一级多波长输出装置和二级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅱ用于实现二级多波长输出装置中的晶体的快速散热。

所述二级多波长输出装置包括正透镜Ⅱ11、平面镜Ⅱ12、平移台Ⅱ13、多晶体承载装置Ⅱ14和凹面二向色镜Ⅱ15；通过一级多波长输出装置的光束依次通过正透镜Ⅱ11、平面镜Ⅱ12、多晶体承载装置Ⅱ14和凹面二向色镜Ⅱ15；平面镜Ⅱ12在平移台Ⅱ13上。

多晶体承载装置Ⅱ14的入水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的入口连接，多晶体承载装置Ⅱ14的出水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的出水口连接。

水冷控温设备Ⅰ、水冷控温设备Ⅱ和制冷液采用高于35℃极易挥发的溶液。制冷液经升温的晶体后迅速蒸发带走部分热能，通过微型水泵形成循环，再通过绑定风扇的密尺散热片再次降温。整个制冷系统能将整个晶体及承载台都保持在30℃-35℃之间。通过折叠镜的打开引出第一级四种波长连续光输出，当折叠镜闭合，光束进入第二级激光系统，结构与第一级激光系统相同，将镜片镀膜的膜系变换成对应二级激光出光参数即可。

Claims

1.一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，包括光纤激光器(1)、反射镜a(2)、正透镜(3)、反射镜b(4)、一级多波长输出装置和水冷控温设备Ⅰ(16)；光纤激光器(1)发出的光束依次通过反射镜a(2)、正透镜(3)、反射镜b(4)、一级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅰ(16)用于实现一级多波长输出装置中的晶体快速散热；

所述一级多波长输出装置包括正透镜Ⅰ(5)、平面镜Ⅰ(6)、平移台Ⅰ(7)、多晶体承载装置Ⅰ(8)和凹面二向色镜Ⅰ(9)；通过反射镜b(4)的光束依次通过正透镜Ⅰ(5)、平面镜Ⅰ(6)、多晶体承载装置Ⅰ(8)和凹面二向色镜Ⅰ(9)；平面镜Ⅰ(6)在平移台Ⅰ(7)上；

所述多晶体承载装置Ⅰ(8)包括晶体承载体(806)、定位滑轨(801)、定位器(805)、入水口Ⅰ(802)、蛇形腔Ⅰ(807)、多个晶体槽(803)、出水口Ⅰ(804)；晶体承载体(806)的底部设有定位孔；入水口Ⅰ(802)在晶体承载体(806)的一侧，出水口Ⅰ(804)在晶体承载体(806)的另一侧，定位器(805)在定位滑轨(801)上，晶体承载体(806)与定位滑轨(801)配合，晶体承载体(806)上开有多个晶体槽；晶体通过螺钉紧固在多个晶体槽(803)中，晶体承载体(806)上的定位孔与定位器(805)配合，实现定位。

2.根据权利要求1所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，水冷控温设备Ⅰ(16)包括入水口(1601)、一级制冷系统、水泵集成制冷片(1604)、冷却液管(1605)和出水口(1606)；一级制冷系统包括风扇(1602)和散热片(1603)；风扇(1602)固定在散热片(1603)上；制冷液通过入水口(1601)进入一级制冷系统，后经过水泵集成制冷片(1604)，并经过冷却液管(1605)流经出水口(1606)。

3.根据权利要求1所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，多晶体承载装置Ⅰ的入水口Ⅰ(802)通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的入水口连接，多晶体承载装置Ⅰ的出水口Ⅰ(804)通过冷却液管与水冷控温设备Ⅰ的出水口连接。

4.根据权利要求1所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，所述多个晶体槽(803)的个数为大于等于4个。

5.根据权利要求1所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，还包括折叠镜(10)、与一级多波长输出装置相同的二级多波长输出装置和与水冷控温设备Ⅰ(16)相同的水冷控温设备Ⅱ；多晶体承载装置Ⅰ(8)与多晶体承载装置Ⅱ(14)相同；包括两条光路；第一条光路为：光纤激光器(1)发出的光束依次通过反射镜a(2)、正透镜(3)、反射镜b(4)、一级多波长输出装置、折叠镜(10)；第二条光路为：光纤激光器(1)发出的光束依次通过反射镜a(2)、正透镜(3)、反射镜b(4)、一级多波长输出装置和二级多波长输出装置；水冷控温设备Ⅱ用于实现二级多波长输出装置中的晶体的快速散热。

6.根据权利要求5所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，所述二级多波长输出装置包括正透镜Ⅱ(11)、平面镜Ⅱ(12)、平移台Ⅱ(13)、多晶体承载装置Ⅱ(14)和凹面二向色镜Ⅱ(15)；通过折叠镜(10)的光束依次通过正透镜Ⅱ(11)、平面镜Ⅱ(12)、多晶体承载装置Ⅱ(14)和凹面二向色镜Ⅱ(15)；平面镜Ⅱ(12)在平移台Ⅱ(13)上。

7.根据权利要求6所述的一种单源多波长输出的红外连续激光器，其特征在于，多晶体承载装置Ⅱ(14)的入水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的入口连接，多晶体承载装置Ⅱ(14)的出水口通过冷却液管与水冷控温设备Ⅱ的出水口连接。