CN110556698A - 大脉冲能量远红外激光器、激光频率变换装置以及频率变换方法 - Google Patents

大脉冲能量远红外激光器、激光频率变换装置以及频率变换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大脉冲能量远红外激光器、激光频率变换装置以及1.06微米激光变换至7.8至9.3微米波段远红外激光的频率变换方法；包括：泵浦激光器；拉曼变频激光器(2)；第一二向色镜；精密光程调节装置；第二二向色镜；差频激光器；以及第五二向色镜；本发明为了解决现有的远红外激光输出功率较低、能量较低、光转换效率较低的问题，利用1.06微米激光很好的可放大性，以及将高效联合拉曼与差频相结合的变频技术手段以实现1.06微米基频激光向远红外波长激光转换的高效率的7.8至9.3微米波段远红外激光输出装置；其能够获得大脉冲能量；本发明能够利用联合拉曼与差频相结合的方式实现一些列不同波长的远红外激光。

Description

大脉冲能量远红外激光器、激光频率变换装置以及频率变换 方法
技术领域
本发明属于激光技术领域，具体的说是涉及一种大脉冲能量远红外激光器、激光频率变换装置以及1.06微米激光变换至7.8至9.3微米波段中红外激光的频率变换方法。
背景技术
电磁波通过大气层时被较少反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。其中主要的光谱段有：微波波段(300～1GHz/0.8～2.5cm)，热红外波段(8～14um)，中红外波段(3.5～5.5um)，近紫外、可见光和近红外波段(0.3～1.3um，1.5～1.9um)。8-12微米处于大气窗口中的长波红外波段，因此8-12微米的光源可以被应用于环境监测等很多关于大气传输的领域方面，同时由于该波段激光可以被生物组织剧烈吸收，在激光医疗方面也有较强的应用前景。
由于目前没有合适的能直接产生8-12微米激光输出的固体增益介质，获得8-12微米激光输出的常用手段是非线性频率转换技术。通常采用2微米波段调Q脉冲作为光参量的泵浦源，来获得远红外激光输出。例如，2017年，哈尔滨工业大学的姚宝权团队采用Ho:YAG激光器的2.09μm泵浦光参量振荡(OPO)，非线性晶体为CdSe，获得波长12μm的远红外激光，输出功率0.17W，单脉冲能量0.14mJ；同年，哈尔滨理工大学的Linjun Li等人采用2.05μm的Tm,Ho:GdVO4激光器泵浦ZGP OPO，获得功率1.7W，单脉冲能量0.17mJ的波长8.08μm激光；2018年，中国电子科技集团公司，2.05μm的Ho:YLF激光器泵浦CdSe OPO，输出320mW的10.2μm激光，单脉冲能量64nJ。以上是近两年来最新关于远红外激光的报道，可以看出，其泵浦源均为2μm波段，且均采用光参量振荡方式，但是输出单脉冲能量很小。
鉴于对以上现状的分析，由于2微米激光的可放大性有限，获得大能量的泵浦源受到限制，所以通常采用2微米激光作为泵浦源，导致整体光光转换效率较低。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种大脉冲能量远红外激光器，其利用高效联合拉曼与差频相结合的变频技术手段以实现1.06微米基频激光向远红外波长激光的转换过程。
为了实现上述目的，本发明的技术方案：
一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于，包括：
泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；
联合拉曼变频激光器，其包括第一拉曼变频激光器和第二拉曼变频激光器，以及第一二向色镜；其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有近红外波长1和中红外波长2的第一激光光束，以及中间过程中产生的具有远红外波长3的第二激光光束；
第一二向色镜，其用以自所述第一拉曼变频激光器后分离出近红外波长1激光且透射至第二拉曼变频激光器，将远红外波长3激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；
精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，用以分离出中红外波长2激光；且将波长2激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制中红外波长2激光的光程，使其与远红外波长3的光程相等；
第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的中红外波长2激光反射，且与远红外波长3激光共同入射至差频激光器中；
差频激光器，其用以将中红外波长2激光和远红外波长3激光转换为具有远红外激光波长4的激光光束；
第五二向色镜，其用以自分离出远红外波长3和远红外波长4的激光；
其中，所述泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；联合拉曼变频激光器，其包括第一拉曼变频激光器和第二拉曼变频激光器，以及第一二向色镜；其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有近红外波长1和中红外波长2的第一激光光束，以及中间过程中产生的具有远红外波长3的第二激光光束；第一二向色镜，其用以自所述第一拉曼变频激光器后分离出近红外波长1激光且透射至第二拉曼变频激光器，将远红外波长3激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，用以分离出中红外波长2激光；且将波长2激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制中红外波长2激光的光程，使其与远红外波长3的光程相等；第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的中红外波长2激光反射，且与远红外波长3激光共同入射至差频激光器中；差频激光器，其用以将中红外波长2激光和远红外波长3激光转换为具有远红外激光波长4的激光光束；第五二向色镜，其用以自分离出远红外波长3和远红外波长4的远红外激光。
基于上述方案，进一步优选的，
所述第一拉曼变频激光器可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够输出波长1.907微米和9.187微米的激光，如采用申请号为201410583137.4所述的拉曼变频激光器或者申请号为201410172730.X中提及的激光器；
优选地，拉曼介质为氢气。
基于上述方案，进一步优选的，
所述第二拉曼变频激光器可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够将1.907微米激光转化为输出波长4.298微米的激光；
优选地，拉曼介质为甲烷。
基于上述方案，进一步优选的，
所述精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜；用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光；且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程。所述两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，均为平面镜，材料氟化钙，镀有对1.9微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜。
基于上述方案，进一步优选的，所述第一反射镜，平面镜，材料氟化钙，镀有对9.187微米波长高反射率的介质膜；所述第二反射镜，平面镜，材料氟化钙，镀有对4.298微米波长高反射率的介质膜。
基于上述方案，进一步优选的，所述差频激光器，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的激光；包含差频晶体。所述差频晶体的数量为一块或多块，并选择下述材质中的任意一种：磷锗锌(ZGP)、硒镓银(AGSe)、硫锗镓银(AGGS)、硒化镓(GaSe)、硫镓银(AGS)或硒化镉(CdSe)。
基于上述方案，进一步优选的，在第一拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器后、和第一反射镜前均有光束整形装置，其用以获得合适的光斑大小，来实现高的转换效率。基于上述方案，进一步优选的，所述第一二向色镜为镀有对1.9微米激光波长増透和对1.06微米波长高反射率的介质膜的平面镜；所述第五向色镜为镀有对8-9.2微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜的平面镜。
本发明还要提供一种激光频率变换装置，其上述任意一项方案所述的大脉冲能量远红外激光器。
本发明还要提供一种1.06微米激光变换至7.8至9.3微米波段中红外激光的频率变换方法，其特征在于：
步骤1、通过泵浦激光器输出1.06微米泵浦源激光光束；
步骤2、通过第一拉曼变频激光器接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.9微米激光波长的第一激光光束；
步骤3、通过第一二向色镜自所述第一激光光束中的分离出1.9微米激光且透射至第二拉曼变频激光器，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；
步骤4、通过第二拉曼变频激光器将以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；
步骤5、通过精密光程调节装置，自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；
步骤6、通过第二二向色镜，自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；
步骤7、通过差频激光器，将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；
步骤8、通过第五二向色镜，自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光；
其中，所述泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；拉曼变频激光器(1)，其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.907微米和9.187微米激光波长的第一激光光束；第一二向色镜，其用以自所述第一激光光束中分离出1.907微米激光且透射至拉曼变频激光器(2)，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；其用以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；精密光程调节装置，用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光，且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；差频激光器，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；以及第五二向色镜，其用以自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明为了解决现有的远红外激光输出功率较低、能量较低、光转换效率较低的问题，利用1.06微米激光很好的可放大性，以及将高效联合拉曼与差频相结合的变频技术手段以实现1.06微米基频激光向远红外波长激光转换的高效率的7.8至9.3微米波段远红外激光输出装置；其能够获得大脉冲能量；本发明能够利用联合拉曼与差频相结合的方式实现一些列不同波长的远红外激光。
附图说明
图1为本发明所述大脉冲能量远红外激光器对应的结构示意图；
图中：1、泵浦激光器，2、第一拉曼变频激光器，3、第一二向色镜，4、第二拉曼变频激光器，5、精密光程调节装置，6、第三二向色镜，7、第四二向色镜，8、第二反射镜，9、第一反射镜，10、第二二向色镜，11、差频晶体，12、第五二向色镜，BS、光束整形装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如上所述，鉴于现有技术中存在输出功率较低、能量较低、光转换效率较低的问题。如图1，本发明提供了一种大能量远红外激光器，其特征在于，包括：
泵浦激光器1，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；
第一拉曼变频激光器2，其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.907微米和9.187微米激光波长的第一激光光束；
第一二向色镜3，其用以自所述第一激光光束中分离出1.907微米激光且透射至第二拉曼变频激光器，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第一反射镜9，进一步反射至第二二向色镜10；
第二拉曼变频激光器1，其用以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；
精密光程调节装置5，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜6和第四二向色镜7，用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光；且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜8，进一步反射至第二二向色镜10；精密光程调节装置5可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；
第二二向色镜10，其用以自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；
差频激光器11，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；
第五二向色镜12，其用以自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光；
其中，所述泵浦激光器1，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；拉曼变频激光器2，其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.907微米和9.187微米激光波长的第一激光光束；第一二向色镜3，其用以自所述第一激光光束中分离出1.907微米激光且透射至拉曼变频激光器4，将9.187微米激光反射至第一反射镜9，进一步反射至第二二向色镜10；其用以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；精密光程调节装置5，用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光，且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜8，进一步反射至第二二向色镜10；精密光程调节装置5可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；第二二向色镜10，其用以自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；差频激光器11，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；以及第五二向色镜12，其用以自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光。
基于上述方案，进一步的优选例1，所述第一拉曼变频激光器2可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够输出波长1.907微米和9.187微米的激光；
优选地，拉曼介质为氢气。
基于上述优选例1，进一步的优选例2，所述第二拉曼变频激光器4可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够将1.907微米激光转化为输出波长4.298微米的激光；
优选地，拉曼介质为甲烷。
基于上述优选例2，进一步的优选例3，所述精密光程调节装置5，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜6和第四二向色镜7；用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光；且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜8，进一步反射至第二二向色镜10；精密光程调节装置5可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程。所述两块二向色镜：第三二向色镜6和第四二向色镜7，均为平面镜，材料氟化钙，镀有对1.9微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜。
基于上述优选例3，进一步的优选例4，所述第一反射镜9，平面镜，材料氟化钙，镀有对9.187微米波长高反射率的介质膜；所述第二反射镜8，平面镜，材料氟化钙，镀有对4.298微米波长高反射率的介质膜。
基于上述优选例4，进一步的优选例5，所述差频激光器10，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的激光；包含差频晶体10。所述差频晶体10的数量为一块或多块，并选择下述材质中的任意一种：磷锗锌(ZGP)、硒镓银(AGSe)、硫锗镓银(AGGS)、硒化镓(GaSe)、硫镓银(AGS)或硒化镉(CdSe)。
基于上述优选例5，进一步的优选例6，在第一拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器后、和第一反射镜前均有光束整形装置，其用以获得合适的光斑大小，来实现高的转换
基于上述优选例6，进一步的优选例7，所述第一二向色镜为镀有对1.9微米激光波长増透和对1.06微米波长高反射率的介质膜的平面镜；所述第五向色镜为镀有对8-9.2微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜的平面镜。
本发明还要提供一种激光频率变换装置，其上述任意一项方案所述的大脉冲能量远红外激光器。
本发明还要提供一种1.06微米激光变换至7.8至9.3微米波段中红外激光的频率变换方法，其特征在于：
步骤1、通过泵浦激光器输出1.06微米泵浦源激光光束；
步骤2、通过第一拉曼变频激光器接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.9微米激光波长的第一激光光束；
步骤3、通过第一二向色镜自所述第一激光光束中的分离出1.9微米激光且透射至第二拉曼变频激光器，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；
步骤4、通过第二拉曼变频激光器将以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；
步骤5、通过精密光程调节装置，自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；
步骤6、通过第二二向色镜，自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；
步骤7、通过差频激光器，将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；
步骤8、通过第五二向色镜，自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光；
其中，所述泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；拉曼变频激光器，其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.907微米和9.187微米激光波长的第一激光光束；第一二向色镜，其用以自所述第一激光光束中分离出1.907微米激光且透射至拉曼变频激光器，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；其用以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；精密光程调节装置，用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光，且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；差频激光器，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；以及第五二向色镜，其用以自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光。
综上所述，本发明利用可放大性很好的1.06微米激光作为泵浦源，以及将高效联合拉曼与差频相结合的变频技术手段，以实现1.06微米基频激光向远红外波长激光转换的高效率的7.8至9.3微米波段远红外激光输出；由于泵浦光的脉冲能量可以很大，加上后续较高的变频效率，可以实现高效率大能量的远红外激光输出。本发明所述的激光器是一种整体光学效率高、便捷的将1.06微米激光转换到7.8-9.3微米中红外激光的装置。本发明能够利用联合拉曼与差频相结合的方式实现一些列不同波长的远红外激光。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于，包括：
泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；
联合拉曼变频激光器，其包括第一拉曼变频激光器和第二拉曼变频激光器，以及第一二向色镜；其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有近红外波长1和中红外波长2的第一激光光束，以及中间过程中产生的具有远红外波长3的第二激光光束；
第一二向色镜，其用以自所述第一拉曼变频激光器后分离出近红外波长1激光且透射至第二拉曼变频激光器，将远红外波长3激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；
精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，用以分离出中红外波长2激光；且将波长2激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制中红外波长2激光的光程，使其与远红外波长3的光程相等；
第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的中红外波长2激光反射，且与远红外波长3激光共同入射至差频激光器中；
差频激光器，其用以将中红外波长2激光和远红外波长3激光转换为具有远红外激光波长4的激光光束；
第五二向色镜，其用以自分离出远红外波长3和远红外波长4的激光；
其中，所述泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；联合拉曼变频激光器，其包括第一拉曼变频激光器和第二拉曼变频激光器，以及第一二向色镜；其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有近红外波长1和中红外波长2的第一激光光束，以及中间过程中产生的具有远红外波长3的第二激光光束；第一二向色镜，其用以自所述第一拉曼变频激光器后分离出近红外波长1激光且透射至第二拉曼变频激光器，将远红外波长3激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，用以分离出中红外波长2激光；且将波长2激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制中红外波长2激光的光程，使其与远红外波长3的光程相等；第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的中红外波长2激光反射，且与远红外波长3激光共同入射至差频激光器中；差频激光器，其用以将中红外波长2激光和远红外波长3激光转换为具有远红外激光波长4的激光光束；第五二向色镜，其用以自分离出远红外波长3和远红外波长4的远红外激光。
2.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述第一拉曼变频激光器可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够输出波长1.907微米和9.187微米的激光；
优选地，拉曼介质为氢气。
3.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述第二拉曼变频激光器可以采用多冲程气体受激拉曼激光器输出多种增益光程的拉曼光，且拉曼池中填充有拉曼介质，以能够将1.907微米激光转化为输出波长4.298微米的激光；
优选地，拉曼介质为甲烷。
4.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述精密光程调节装置，其包含一个平移台、两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜；用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光；且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程。所述两块二向色镜：第三二向色镜和第四二向色镜，均为平面镜，材料氟化钙，镀有对1.9微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜。
5.根据权利要求4所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述第一反射镜，平面镜，材料氟化钙，镀有对9.187微米波长高反射率的介质膜；所述第二反射镜，平面镜，材料氟化钙，镀有对4.298微米波长高反射率的介质膜。
6.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述差频激光器，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的激光；包含差频晶体。
所述差频晶体的数量为一块或多块，并选择下述材质中的任意一种：磷锗锌(ZGP)、硒镓银(AGSe)、硫锗镓银(AGGS)、硒化镓(GaSe)、硫镓银(AGS)或硒化镉(CdSe)。
7.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
在第一拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器前、第二拉曼变频激光器后、和第一反射镜前均有光束整形装置，其用以获得合适的光斑大小，来实现高的转换效率。
8.根据权利要求1所述的一种大脉冲能量远红外激光器，其特征在于：
所述第一二向色镜为镀有对1.9微米激光波长増透和对1.06微米波长高反射率的介质膜的平面镜；所述第五向色镜为镀有对8-9.2微米激光波长増透和对4.3微米波长高反射率的介质膜的平面镜。
9.一种激光频率变换装置，其特征在于：
包括权利要求1-8任意一项权利要求所述的大脉冲能量远红外激光器。
10.一种1.06微米激光变换至7.8至9.3微米波段中红外激光的频率变换方法，其特征在于：
步骤1、通过泵浦激光器输出1.06微米泵浦源激光光束；
步骤2、通过第一拉曼变频激光器接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.9微米激光波长的第一激光光束；
步骤3、通过第一二向色镜自所述第一激光光束中的分离出1.9微米激光且透射至第二拉曼变频激光器，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；
步骤4、通过第二拉曼变频激光器将以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；
步骤5、通过精密光程调节装置，自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；
步骤6、通过第二二向色镜，自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；
步骤7、通过差频激光器，将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；
步骤8、通过第五二向色镜，自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光；
其中，所述泵浦激光器，其用以输出1.06微米泵浦源激光光束；拉曼变频激光器(1)，其用以接收所述泵浦源激光光束并转换为具有1.907微米和9.187微米激光波长的第一激光光束；第一二向色镜，其用以自所述第一激光光束中分离出1.907微米激光且透射至拉曼变频激光器(2)，将9.187微米激光反射至第一反射镜，进一步反射至第二二向色镜；其用以接收所述1.907微米激光光束并转换为具有4.298微米激光波长的第二激光光束；精密光程调节装置，用以自第二激光光束中分离出4.298微米中红外激光，且将4.298微米激光反射后入射至第二反射镜，进一步反射至第二二向色镜；精密光程调节装置可以通过调节精密平移台来控制4.298微米中红外激光的光程；第二二向色镜，其用以自所述精密光程调节装置出来的4.298微米激光反射，且与第一激光光束中的9.187微米激光共同入射至差频激光器中；差频激光器，其用以将4.298微米激光和9.187微米激光转换为具有8.076微米远红外激光波长的第三激光光束；以及第五二向色镜，其用以自第三激光光束中分离出8.076微米和9.187微米远红外激光。
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