CN110932078A - 一种中远红外多波段激光器 - Google Patents
一种中远红外多波段激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110932078A CN110932078A CN201911167165.7A CN201911167165A CN110932078A CN 110932078 A CN110932078 A CN 110932078A CN 201911167165 A CN201911167165 A CN 201911167165A CN 110932078 A CN110932078 A CN 110932078A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resonant cavity
- cavity mirror
- laser
- mirror
- light path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 64
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- MOHPKPMGPNKIKH-UHFFFAOYSA-N [Zn].[Ge].[P] Chemical compound [Zn].[Ge].[P] MOHPKPMGPNKIKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 19
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- -1 rare earth ion Chemical class 0.000 claims description 4
- QFQMUMSMVIHPKR-UHFFFAOYSA-K P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Zn+2] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Zn+2] QFQMUMSMVIHPKR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 46
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007475 ZnGeP2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000037380 skin damage Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10061—Polarization control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1121—Harmonically mode locking lasers, e.g. modulation frequency equals multiple integers or a fraction of the resonator roundtrip time
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明的一种中远红外多波段激光器，可解决克服中远红外激光器波长单一、结构相对复杂的不能满足需求的技术问题。包括依次呈直线设置的第一谐振腔镜、激光棒、LGS电光调Q晶体、第二谐振腔镜、放大级、第三谐振腔镜、光转换开关；经过光转换开关之后又设置三条光路，第一路为沿光开关直线射出；第二路和第三路为分别与第一条光路呈夹角α和夹角β的光路；第二光路为依次呈直线设置的第四谐振腔镜、硒化镉晶体元件、第五谐振腔镜；第三光路为依次呈直线设置的第六谐振腔镜、磷锗锌晶体元件、第七谐振腔镜。本发明通过激光工作物质Er:YAP晶体，LGS电光调Q晶体和ZGP与CdSe红外非线性频率变换晶体，通过光转换开关，可在一台激光器上实现2.7μm、3‑5μm和8‑14μm三波段激光输出。
Description
技术领域
本发明属于激光技术领域，具体涉及一种中远红外多波段激光器。
背景技术
掺铒离子激光材料，其中4I11/2→4I13/2的能级跃迁,可产生2.7-3μm波段附近的激光，2.7-3μm波段附近与水的强吸收峰位置重叠，因而水对它的吸收率特别高，是精细外科手术理想的工作波段，这一性质使铒激光在生物和医学领域已得了非常广泛的应用。其中2.7μm相对于目前发展成熟Cr,Er:YSGG的2.79μm和Er:YAG的2.94μm，具有光纤传输损耗小和皮肤损伤层较浅的优点。另外，用2.7μm激光泵浦红外非线性晶体实现光参量振荡，能够获得3～5和8-14μm的中远红外光源，可用于光电对抗(干扰)、红外照明、激光雷达、自由空间通信、化学和生物战剂的探测、环境污染监测以及反恐等领域。美国曾发展2.7μm的HF化学激光器，然而其具有体积庞大和毒性大的缺点，固体激光器拥有体积较小、结构相对简单的优势。
YAlO3(YAP)晶体是优良的固体激光基质材料，它是一种双光轴晶体，属正交晶系，其空间群为Pbnm，该晶体各向异性，使其具有很多优点。第一，YAP晶体和YAG(Y3Al5O12)晶体在热力学及机械性能方面比较相似；第二，当在较高功率泵浦的条件下，YAP晶体的自然双折射超越热双折射而占主导地位，所以可以忽略由于热双折射效应带来的不利影响；第三，激活离子掺杂的YAP晶体可以直接产生线性偏振的激光；第四，通过改变光场矢量在晶体中的方向，可实现激光波长的小范围调谐；第五，YAP的声子能量(570cm-1)较低，是实现中红外激光较理想的基质材料，并且采用熔体提拉法可以获得高光学质量的单晶。目前已有在Er:YAP晶体中，采用LD端面泵浦获得约740mW的2.7μm附近连续激光输出结果的报道(权聪等,2.7μm dual-wavelength laser performance of LD end-pumped Er:YAP crystal,Optics Express,2018,26:28421)。端面泵浦由于泵浦光吸收不均匀，导致激光晶体元件尺寸小，从而激光输出功率的大小受到限制。LD侧面泵浦可以较好地解决这个问题，但是尚未发现有采用LD侧面泵浦Er:YAP实现激光输出的报道。
当前LiNbO3电光调Q晶体虽然发展较为成熟，但是由于其在2.7μm波段的损伤阈值较低，远不能满足应用需求。实验结果表明LGS晶体在2.7μm的损伤阈值较高，是一种较为理想的中红外调Q晶体。
许多非线性光学晶体在2.7-3μm有较低的吸收损耗，并且其相比于1μm和2μm，与中远红外更接近，在产生8-14μm时具有更高的效率，因此是中远红外光参量振荡激光较为理想的泵浦源，至今已有采用Cr,Er:YSGG晶体产生的2.79μm激光泵浦ZnGeP2和CdSe产生中远红外激光输出的报道(T.H.Allik,etal,Tunable 7-12μm optical parametricoscillator using a Cr,Er:YSGG laser to pump CdSe and ZnGeP2 crystals,OpticsLetters,1997,22:597)。但是采用闪光灯泵浦效率较低(通常仅3％左右)，导致激光工作频率受到限制，而且YSGG及YAG等晶体属立方晶系，不仅热退偏较为严重，而且电光调Q压缩激光脉宽时，需要在谐振腔内添加起偏器件，从而增加了激光损耗与激光器的复杂性。
发明内容
本发明提出的一种中远红外多波段激光器，可解决克服中远红外激光器波长单一、结构相对复杂的不能满足需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种中远红外多波段激光器，包括依次呈直线方向摆放设置的第一谐振腔镜M1、激光棒、LGS电光调Q晶体(LGS是硅酸镓镧La3Ga5SiO12的简写)、第二谐振腔镜M2、第三谐振腔镜M3、光转换开关；
经过光转换开关之后又设置三条光路，第一条光路为沿光开关直线射出；第二条光路和第三条光路为不重合的且分别与第一条光路呈夹角α和夹角β的光路，0°<α<90°，0°<β<90°；
所述第二光路为依次呈直线方向摆放设置的第四谐振腔镜M4、硒化镉晶体元件、第五谐振腔镜M5；
所述第三光路为依次呈直线方向摆放设置的第六谐振腔镜M6、磷锗锌晶体元件、第七谐振腔镜M7；
所述激光棒采用790nm或970nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为5-30at％的Er:YAP激光晶体棒。
进一步的，所述第二谐振腔镜M2与第三谐振腔镜M3之间设置放大级。
进一步的，所述第一谐振腔镜M1是第一光路的全反镜，第二谐振腔镜M2和第三谐振腔镜M3是在第一光路分别10％～80％和30％～90％透过的输出镜。
进一步的，所述第六谐振腔镜M6、第七谐振腔镜M7和磷锗锌晶体元件构成第三条光路，其中第六谐振腔镜M6为2.7μm波段透过率≥95％、第3-5μm波段全反的输入镜，第七谐振腔镜M7是3-5μm波段10％～50％透过的输出镜。
进一步的，所述第四谐振腔镜M4、第五谐振腔镜M5和硒化镉晶体元件构成第二条光路，其中第四谐振腔镜M4为2.7μm波段透过率≥95％、8-14μm波段全反的输入镜，第五谐振腔镜M5是8-14μm波段10～50％透过的输出镜。
进一步的，所述激光棒是Er:YAP晶体，分子式为Erx:Y(1-x)AlO3，其中Er是稀土离子Er3+的简写，起到激活离子的作用，所述Er3+的掺杂浓度范围为5-30at％，即0.05<x<0.3；
进一步的，所述激光棒可以为两端键合纯YAP的复合棒或两端带有一定曲率的凹面棒，也可以为非键合的平平面棒。
所述YAP是铝酸钇YAlO3的简写，其作为基质晶体，为激活离子提供一个晶格场。
由上述技术方案可知，本发明的中远红外多波段激光器，能够实现2.7μm、3-5μm和8-14μm激光输出的中远红外三波段激光器，其中激光工作物质是Er:YAP晶体，LGS电光调Q晶体和ZGP与CdSe红外非线性频率变换晶体，通过光转换开关，可在一台激光器上实现2.7μm、3-5μm和8-14μm三波段激光输出。
本发明提出采用LD侧面泵浦Er:YAP激光晶体，直接产生高效率、高重复频率、高能量的2.7μm偏振激光；采用高损伤阈值的LGS电光调Q晶体，产生纳秒级脉宽的2.7μm激光；采用2.7μm激光作为泵浦源，使用ZGP和CdSe红外非线性频率变换晶体，通过光转换开关，使它在不同的谐振腔内产生光参量振荡振荡，分别实现高效的3-5μm和8-14μm中远红外激光，从而在一台激光器上获得高性能的2.7μm、3-5μm和8-14μm三波段激光，满足生物医学、环境污染监测、科学研究及国防安全等多领域的应用需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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，对本发明实施例中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。
如图1所示，本实施例所述的中远红外多波段激光器，可实现2.7μm(第一光路)、3-5μm(第二光路)和8-14μm(第三光路)三个波段激光输出的激光器装置。
包括依次呈直线方向摆放设置的第一谐振腔镜M1、激光棒、LGS电光调Q晶体、第二谐振腔镜M2、放大级、第三谐振腔镜M3、光转换开关；
经过光转换开关之后又设置三条光路，第一条光路为沿光开关直线射出；第二条光路和第三条光路为不重合的且分别与第一条光路呈夹角α和夹角β的光路，0°<α<90°，0°<β<90°；
所述第二光路为依次呈直线方向摆放设置的第四谐振腔镜M4、硒化镉晶体元件、第五谐振腔镜M5；
所述第三光路为依次呈直线方向摆放设置的第六谐振腔镜M6、磷锗锌晶体元件、第七谐振腔镜M7；
所述激光棒采用790nm或970nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为5-30at％的Er:YAP激光棒。此激光棒可以为两端键合纯YAP的复合棒或两端带有一定曲率的凹面棒，也可以为非键合的平平面棒。
所述激光工作物质是Er:YAP晶体，分子式为Erx:Y(1-x)AlO3，其中Er是稀土离子Er3+的简写，起到激活离子的作用，所述Er3+的掺杂浓度范围为5-30at％，即0.05<x<0.3。所述YAP是铝酸钇YAlO3的简写，其作为基质晶体，为激活离子提供一个晶格场。
所述LGS电光调Q晶体的LGS是硅酸镓镧La3Ga5SiO12的简写，其作为电光调Q开关，可以将Er:YAP产生的激光脉宽压窄。
所述硒化镉晶体元件(CdSe)和磷锗锌晶体元件元件(ZnGeP2，缩写ZGP)，它们作为非线性频率变换晶体，可以通过光参量振荡分别将2.7μm激光变换为3-5μm和8-14μm的中远红外激光。
所述光开关是指通过其实现光路变换，使激光在不同的光路中振荡，从而实现上述三个不同波段激光输出，满足实际应用对多波段、结构紧凑小型化激光器的需求。
其中，所述第一谐振腔镜M1是第一光路的全反镜，第二谐振腔镜M2和第三谐振腔镜M3是在第一光路分别10％～80％和30％～90％透过的输出镜。
所述第六谐振腔镜M6、第七谐振腔镜M7和磷锗锌晶体元件构成第三条光路，其中第六谐振腔镜M6为2.7μm波段透过率≥95％、3-5μm波段全反的输入镜，第七谐振腔镜M7是3-5μm波段10％～50％透过的输出镜。
所述第四谐振腔镜M4、第五谐振腔镜M5和硒化镉晶体元件构成第二条光路，其中第四谐振腔镜M4为2.7μm波段透过率≥95％、8-14μm波段全反的输入镜，第五谐振腔镜M5是8-14μm波段10％～50％透过的输出镜。
以下本实施例的两个应用实例：
实施例1：
采用790nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为5at％的Er:YAP激光棒，LGS电光调Q，通过一级放大方式提高2.7μm输出能量。其中M1是2.7μm谐振腔镜，M2和M3是在2.7μm波段分别10％和30％透过的输出镜。M6、M7和ZGP构成第三条光路，其中M6为2.7μm波段透过率95％、3-5μm波段全反的输入镜，M7是3-5μm波段10％透过的输出镜；M4、M5和CdSe构成第二条光路，其中M4为2.7μm波段透过率95％、8-14μm波段全反的输入镜，M5是8-14μm波段10％透过的输出镜；光转换开关中间打开时，可直接输出2.7μm激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第三条光路时，可产生3-5μm波段的激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第二条光路时，可产生8-14μm波段的激光。因此本激光器可实现2.7μm、3-5μm和8-14μm三个波段的激光输出。
实施例2：
采用970nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为20at％的Er:YAP激光棒，LGS电光调Q，通过一级放大方式提高2.7μm输出能量。其中M1是2.7μm谐振腔镜，M2和M3是在2.7μm波段分别40％和60％透过的输出镜。M6、M7和ZGP构成第三条光路，其中M6为2.7μm波段透过率为95％、3-5μm波段全反的输入镜，M7是3-5μm波段30％透过的输出镜；M4、M5和CdSe构成第二条光路，其中M4为2.7μm波段透过率95％、8-14μm波段全反的输入镜，M5是8-14μm波段30％透过的输出镜；光转换开关中间打开时，可直接输出2.7μm激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第三条光路时，可产生3-5μm波段的激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第二条光路时，可产生8-14μm波段的激光。因此本激光器可实现2.7μm、3-5μm和8-14μm三个波段的激光输出。
实施例3：
采用970nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为30at％的Er:YAP激光棒，LGS电光调Q，通过一级放大方式提高2.7μm输出能量。其中M1是2.7μm谐振腔镜，M2和M3是在2.7μm波段分别80％和90％透过的输出镜。M6、M7和ZGP构成第三条光路，其中M6为2.7μm波段透过率为95％、3-5μm波段全反的输入镜，M7是3-5μm波段50％透过的输出镜；M4、M5和CdSe构成第二条光路，其中M4为2.7μm波段透过率95％、8-14μm波段全反的输入镜，M5是8-14μm波段50％透过的输出镜；光转换开关中间打开时，可直接输出2.7μm激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第三条光路时，可产生3-5μm波段的激光，当通过光转换开关中的反射镜使2.7μm激光进入第二条光路时，可产生8-14μm波段的激光。因此本激光器可实现2.7μm、3-5μm和8-14μm三个波段的激光输出。
本实施例采用790nm或970nmLD侧面泵浦Er:YAP直接产生2.7μm的线偏振激光，利用LGS电光调Q晶体，将Er:YAP产生的2.7μm激光脉宽压缩变窄。必要情况，利用一级或多级放大提高2.7μm激光输出能量或平均功率。通过光转换开关，将2.7μm激光变换到不同的光路实现光参量振荡，从而分别实现3-5μm或8-14μm的激光输出。因此，本发明提出的中远红外多波段激光器可以在一台激光器系统上实现2.7μm、3-5μm和8-14μm三个波段的激光输出，在生物医疗、环境监测、科学研究及国家安全等领域有着重要的应用前景。
综上可知，本实施例具体以下特点：
所述激光工作物质是以声子能量较低且属正交晶系的YAP为基质，可直接实现偏振激光输出。
采用LD侧面泵浦Er:YAP激光晶体元件，必要时，可以通过一级或多级放大，进一步提高2.7μm激光输出能量或平均功率。
所述的LGS电光调Q晶体，其在2.7μm附近波段的吸收损耗较低，且具有较高的损伤阈值，可以将2.7μm的激光脉宽压缩至纳秒级。
所述(ZGP)ZnGeP2和CdSe非线性频率变换晶体在2.7μm附近波段的吸收损耗也较低，可以分别实现高效率的光参量振荡，产生3-5μm和8-14μm的中远红外激光。
所述光开关是一种光学器件，通过其实现光路变换，使激光在不同的光路中振荡，从而获得应用所需要的上述三个不同波段激光输出。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种中远红外多波段激光器，其特征在于：
包括依次呈直线方向摆放设置的第一谐振腔镜M1、激光棒、LGS电光调Q晶体、第二谐振腔镜M2、第三谐振腔镜M3、光转换开关；
经过光转换开关之后又设置三条光路，第一条光路为沿光开关直线射出；第二条光路和第三条光路为不重合的且分别与第一条光路呈夹角α和夹角β的光路，0°<α<90°，0°<β<90°；
所述第二光路为依次呈直线方向摆放设置的第四谐振腔镜M4、硒化镉晶体元件、第五谐振腔镜M5；
所述第三光路为依次呈直线方向摆放设置的第六谐振腔镜M6、磷锗锌晶体元件元件、第七谐振腔镜M7；
所述激光棒采用790 nm或970 nm LD侧面泵浦掺Er3+浓度为5-30at%的Er:YAP激光晶体元件。
2.根据权利要求1所述的中远红外多波段激光器，其特征在于：所述第二谐振腔镜M2与第三谐振腔镜M3之间设置放大级。
3.根据权利要求1所述的中远红外多波段激光器，其特征在于：所述第一谐振腔镜M1是第一光路的全反镜，第二谐振腔镜M2和第三谐振腔镜M3是在第一光路分别10%~80%和30%~90%透过的输出镜。
4.根据权利要求1所述的中远红外多波段激光器，其特征在于：所述第六谐振腔镜M6、第七谐振腔镜M7和磷锗锌晶体元件构成第三条光路，其中第六谐振腔镜M6为2.7μm波段透过率≥95%、3-5μm 波段全反的输入镜，第七谐振腔镜M7是3-5μm 波段10%~50%透过的输出镜。
5.根据权利要求1所述的中远红外多波段激光器，其特征在于：所述第四谐振腔镜M4、第五谐振腔镜M5和硒化镉晶体元件构成第二条光路，其中第四谐振腔镜M4为2.7μm波段透过率≥95%、8-14μm波段全反的输入镜，第五谐振腔镜M5是8-14μm波段10%~50%透过的输出镜。
6.根据权利要求1所述的中远红外多波段激光器，其特征在于：所述的激光棒是Er:YAP晶体，分子式为Erx:Y(1-x)AlO3，其中rE是稀土离子Er3+的简写，起到激活离子的作用，所述Er3+的掺杂浓度范围为5-30at%，即0.05<x <0.3；
所述YAP是铝酸钇YAlO3的简写，其作为基质晶体，为激活离子提供一个晶格场。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911167165.7A CN110932078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种中远红外多波段激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911167165.7A CN110932078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种中远红外多波段激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110932078A true CN110932078A (zh) | 2020-03-27 |
Family
ID=69851006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911167165.7A Pending CN110932078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种中远红外多波段激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110932078A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112234428A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 长春理工大学 | 三波长双端综合泵浦Cr:Er:YSGG声光调Q激光器及吸收率增强方法 |
| CN113314937A (zh) * | 2021-05-22 | 2021-08-27 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种紧凑型中远红外激光装置 |
| CN115541521A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-30 | 哈尔滨翰奥科技有限公司 | 一种红外波段激光测量多种气体浓度的方法 |
| WO2023123630A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 上海频准激光科技有限公司 | 一种多波段单频激光输出系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1459897A (zh) * | 2002-05-21 | 2003-12-03 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 三波长钕激光器腔内或腔外倍频的红绿蓝三基色激光器 |
| WO2006032110A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Macquarie University | A selectable multiwavelength laser |
| CN102545014A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-07-04 | 青岛大学 | 一种波长为1.0μm/1.3μm的双脉冲激光方法 |
| CN105846305A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中国人民解放军军事医学科学院 | 一种多工作模式切换控制的双通道多波长脉冲激光器 |
| CN110416870A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-05 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 中长波红外激光器及中长波红外激光输出方法 |
-
2019
- 2019-11-25 CN CN201911167165.7A patent/CN110932078A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1459897A (zh) * | 2002-05-21 | 2003-12-03 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 三波长钕激光器腔内或腔外倍频的红绿蓝三基色激光器 |
| WO2006032110A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Macquarie University | A selectable multiwavelength laser |
| CN102545014A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-07-04 | 青岛大学 | 一种波长为1.0μm/1.3μm的双脉冲激光方法 |
| CN105846305A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中国人民解放军军事医学科学院 | 一种多工作模式切换控制的双通道多波长脉冲激光器 |
| CN110416870A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-05 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 中长波红外激光器及中长波红外激光输出方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 任国浩 等: "《稀土晶体材料》", 31 May 2018, 冶金工业出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112234428A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-01-15 | 长春理工大学 | 三波长双端综合泵浦Cr:Er:YSGG声光调Q激光器及吸收率增强方法 |
| CN113314937A (zh) * | 2021-05-22 | 2021-08-27 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种紧凑型中远红外激光装置 |
| CN113314937B (zh) * | 2021-05-22 | 2022-08-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种紧凑型中远红外激光装置 |
| WO2023123630A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 上海频准激光科技有限公司 | 一种多波段单频激光输出系统 |
| CN115541521A (zh) * | 2022-11-03 | 2022-12-30 | 哈尔滨翰奥科技有限公司 | 一种红外波段激光测量多种气体浓度的方法 |
| US11841320B1 (en) | 2022-11-03 | 2023-12-12 | Xinjiang Technical Institute Of Physics And Chemistry, Chinese Academy Of Sciences | Method for measuring concentrations of multiple gases by using infrared band laser light |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110932078A (zh) | 一种中远红外多波段激光器 | |
| CN105449510A (zh) | 全固态中红外光参量振荡器 | |
| US20100074281A1 (en) | Thulium Laser Pumped Mid-IR Source With Multi-Spectral Line Output | |
| US7733926B2 (en) | Thulium laser pumped Mid-IR source with broadbanded output | |
| CN113036587B (zh) | 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器 | |
| CN111224308A (zh) | 一种中红外光参量全固态激光源 | |
| CN105071217A (zh) | 一种自倍频全固态黄光激光器 | |
| Jambunathan et al. | Continuous-wave co-lasing in a monoclinic co-doped (Ho, Tm): KLu (WO4) 2 crystal | |
| Hu et al. | Diode end-pumped 1.37 W Er: YSGG continuous-wave laser around 2.8-μm | |
| CN204497564U (zh) | 一种实现2μm波段宽调谐窄线宽激光输出的激光器 | |
| Hu et al. | Comparison in 2.1 μm laser performances among Tm: YLF laser intra-cavity pumped Ho: YLF, Ho: YAG, and Ho: YAP lasers | |
| CN105896261B (zh) | 全固态宽调谐长波红外激光源 | |
| CN106785878A (zh) | Cr4+被动调Q掺钕钨酸钾钆内腔式1570nmOPO激光器 | |
| CN108628058B (zh) | 一种片上集成中红外超连续谱光源 | |
| CN103872572A (zh) | 一种自调q、正交偏振双波长脉冲激光器 | |
| CN101499612B (zh) | 一种自倍频近红外固体激光器 | |
| CN108923236B (zh) | 一种基于钕离子掺杂的钒酸盐晶体激光器 | |
| Bowman et al. | Diode pumped room temperature mid-infrared erbium laser | |
| CN109713561A (zh) | 面向2.6~4.0微米中红外全固体激光器的钴铒双掺激光晶体 | |
| CN112234422B (zh) | 一种双模式可切换输出的中红外光参量振荡器 | |
| Li et al. | Compact diode end-pumped c-cut Tm, Ho: YAlO 3 laser | |
| Jambunathan et al. | Diode-pumped continuous-wave laser operation of co-doped (Ho, Tm): KLu (WO4) 2 monoclinic crystal | |
| CN113471796A (zh) | 一种被动调q激光内腔抽运式中红外双波段激光器 | |
| Zhang et al. | Mid-infrared 2.8 µm band laser output and pulse modulation | |
| CN114204396A (zh) | 基于掺铥离子晶体的全固态蓝绿光激光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200327 |