CN113675719A - 一种可调谐长波中红外超快激光光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于长波中红外超快激光技术领域，公开了一种可调谐长波中红外超快激光光源装置，设置有：用于产生光参量振荡器模块所需的泵浦光，并对其输出功率进行调节的泵浦源模块；用于发生频率变换，使泵浦光和生成的信号光周期性的同时通过非线性晶体产生并输出5～10μm波段的闲频光的光参量振荡器模块。本发明采用YbLaser直接泵浦基于LISe晶体的飞秒光参量振荡器获取5～10μm的中红外超快激光，避免了由于缺乏高效长波泵浦源，基于OPO组合技术获取中红外超快激光系统的难度和复杂度高，对晶体的透过率要求较高和转换效率低的问题。同时解决组合结构系统复杂、搭建难度高、对晶体透过率要求高和转换效率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于长波中红外超快激光技术领域，尤其涉及一种可调谐长波中红外超快激光光源装置。
背景技术
目前，中红外超快激光兼具中红外波段以及超快激光二者的优势，在科研、医疗、工业、军事等多个领域具有重要的应用，成为了人们的研究热点。其中 5～10μm的长波中红外激光是重要的激光波段之一。这一波段由于水汽吸收少，电磁散射吸收低，是重要的大气窗口，因此成为新型红外制导武器的制导波段。并且在该波段里涵盖了多种分子的基频特征指纹吸收谱线，其中如苯、甲苯、乙苯等苯系污染物在该波段的吸收强度甚至比3～5μm这个波段高出一个数量级，这将极大的提高检测的灵敏度，因此被广泛应用于各种检测分析之中。这些都表明对于定向红外对抗、遥感、光谱分析和航空航天领域等广泛的军事和民用应用具有重要意义和强烈的期望。
现阶段产生中红外超快激光的主要手段有超快激光器直接产生和非线性频率变换间接产生两种。直接产生中红外波段超快激光的超快激光器主要是全固态超快激光器，就全固态超快激光器而言，增益介质、锁模器件、泵浦源是获取宽波长范围、窄脉宽超快激光的三个重要因素。全固态超快激光器已经可以产生波长覆盖可见、近红外、甚至部分中红外波段，脉冲宽度从几百皮秒到几个飞秒的超短脉冲激光。然而，受限于激光增益介质的吸收发射光谱范围、锁模器件的工作波长以及带宽、泵浦源的辐射波长以及效率等因素，直接从全固态超快激光器中获取中红外超快激光的波长范围、脉冲宽度都受到了一定的局限。
而对于非线性频率变换的方法，氧化物基非线性晶体多用于5μm以下的变频，因为超过5μm的光谱覆盖范围受到多声子吸收的影响非常显著，导致氧化物基非线性晶体无法实现该波段的变频。由于非线性晶体材料方面研究取得了重大突破，随着许多优质无氧晶体的不断产生，人们有了更多的选择。现阶段常用的非线性光学频率变换主要包括了光学参量产生(Optical Parametric Generation：OPG)、光学参量振荡器(Optical ParametricOscillator：OPO)、光学参量放大器(Optical Parametric Amplifier：OPA)、差频产生(Difference Frequency Generation：DFG)等。其中，OPG和OPA一般要求泵浦激光的能量很高，通常需要放大器作为泵浦源，并且对晶体材料的损伤阈值要求较高，从而限制了非线性材料的可选性；OPO需要的泵浦能量与前两者相比较低，超快激光器可以直接作为泵浦源。也正是由于OPO对泵浦源要求的降低，使得单脉冲能量为纳焦量级的可见以及近红外超快激光器，如钛宝石超快激光器、Yb 全固态超快激光器、Yb光纤超快激光器、Er光纤超快激光器等等，都可以作 OPO的泵浦源，中红外超快激光得到了进一步发展。虽然OPO技术使中红外超快激光的波段得到了进一步的扩展，但是由于成熟的高功率高光束质量的激光器的输出波段基本集中在1μm左右，因此缺乏高效长波泵浦源，中红外超快激光的波长远远没有达到非线性晶体的透光范围，还有很大的挖掘空间。为了解决这个问题，人们通常采用组合方法，如光参量振荡差频(OPO+DFG)，光参量振荡放大差频(OPO+OPA+DFG)，是级联光参量振荡器(OPO+OPO)，获得5～10μm中红外飞秒激光输出。它们都是使用第一个OPO输出的1μm以上的信号光泵浦光来泵浦第二个频率变换装置来获取长波中红外激光。但是每经过一级频率变换装置都会减少转换效率。LISe晶体具有较宽的透明度范围 (0.45～13.7μm)，具有较大的非线性系数(d33＝16pm/V)，以及较大的热导率～5W/(m·K)。由于近红外的双光子吸收较小，LISe可以用商用的1μm激光器直接泵浦产生中红外激光。更宽的带隙和更高的热导率将产生更高的损伤阈值，这对于高功率激光输出非常重要。此外，LISe晶体具有较低的熔化温度和较低的蒸气压，有利于大尺寸高质量晶体的生长，在1μm直接泵浦的长波中红外光参量振荡器领域有极大的潜力。目前LISe晶体已经被应用在纳秒光参量振荡器中实现了5μm以上的脉冲输出，但在1μm光源直接泵浦的飞秒光参量振荡器领域还没有相关报道。但是现有技术中组合结构系统复杂、搭建难度高、对晶体透过率要求高和转换效率低。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中组合结构系统复杂、搭建难度高、对晶体透过率要求高和转换效率低。
解决以上问题及缺陷的难度为：
为解决上述问题，使用单次频率变直接产生5-10μm飞秒脉冲是最好的选择。而换大部分支持该频率变换的中红外非线性晶体晶体由于多光子吸收的限制，仅支持中心波长≥1.55μm甚至≥2μm激光泵浦。由于输出的光束质量和功率密不可分，且目前的高光束质量的瓦级飞秒光源主要集中在1μm附近，会极大的限制输出光的功率和光束质量。
解决以上问题及缺陷的意义为：
1.简化装置有利于减小装置体积和节省大量器件，在实现小型化的同时降低成本；
2.降低搭建难度可以提高生产效率和降低次品率，有利于产品化；
3.提高转换效率和使用1μm优质光源泵浦有利于提高输出光的功率和光束质量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可调谐长波中红外超快激光光源装置。本发明直接使用YbLaser泵浦基于LISe晶体飞秒光参量振荡器输出 5～10μm波长超短脉冲，为一种5～10μm中红外飞秒光参量振荡器，一定程度上解决组合结构系统复杂、搭建难度高、对晶体透过率要求高和转换效率低的问题。
本发明是这样实现的，一种可调谐长波中红外超快激光光源装置，所述可调谐长波中红外超快激光光源装置设置有：
用于产生光参量振荡器模块所需的泵浦光，并对其输出功率进行调节的泵浦源模块；
用于发生频率变换，使泵浦光和生成的信号光周期性的同时通过非线性晶体产生并输出5～10μm波段的闲频光的光参量振荡器模块。
进一步，所述泵浦源模块包括：全固态Yb飞秒激光源YbLaser、第一半波片HWP1、宽带高功率偏振分束器PBS和第二半波片HWP2。
进一步，所述全固态Yb飞秒激光源YbLaser右端设置有第一半波片HWP1，第一半波片HWP1右端设置有宽带高功率偏振分束器PBS，宽带高功率偏振分束器PBS右端设置有第二半波片HWP2。
进一步，所述光参量振荡器模块包括：环形腔结构和线形腔结构。
进一步，所述环形腔结构包括：聚焦镜L、凹面镜CM、LISe晶体、镀银凹面镜SM、ZnSe平面镜ZM、Ge窗口GW和输出耦合镜OC。
进一步，所述环形腔结构中接收泵浦光，泵浦光先后通过聚焦镜L和凹面镜CM射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再由镀银凹面镜SM反射至ZnSe平面镜ZM。
进一步，所述闲频光和泵浦光从ZnSe平面镜ZM透射而信号光被反射至输出耦合镜OC，从ZnSe平面镜ZM透射的光由Ge窗口GW滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜OC处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至第一凹面镜M1在腔内继续震荡；
此外输出耦合镜OC可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
进一步，所述线形腔结构包括：聚焦镜L1、聚焦镜L2、凹面镜CM、LISe 晶体、ZnSe凹面镜ZCM、平面镜M、Ge窗口GW和输出耦合镜OC。
进一步，所述线形腔结构中接收泵浦光，泵浦光先后通过聚焦镜L和凹面镜CM射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再入射到ZnSe 凹面镜ZCM表面，闲频光和泵浦光从ZnSe凹面镜ZCM透射而信号光被反射至输出耦合镜OC处。
进一步，所述从ZnSe凹面镜ZCM透射的光由Ge窗口GW滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜OC处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至ZnSe凹面镜ZCM再次通过LISe晶体，传播至凹面镜CM表面再反射至平面镜M表面，最后由M反射回凹面镜CM，继续在腔内震荡；
此外输出耦合镜OC可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
本发明的另一目的在于提供一种所述可调谐长波中红外超快激光源装置的控制方法，所述控制方法包括：从泵浦源模块输出的泵浦光先后通过第一聚焦镜和凹面镜射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再由镀银凹面镜反射至ZnSe平面镜；闲频光和泵浦光从ZnSe平面镜透射而信号光被反射至输出耦合镜；从ZnSe平面镜透射的光由Ge窗口滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至第一凹面镜在腔内继续震荡，此外输出耦合镜可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
本发明的另一目的在于提供一种定向红外对抗、遥感或光谱分析方法，所述定向红外对抗、遥感或光谱分析方法使用所述可调谐长波中红外超快激光源装置。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用YbLaser直接泵浦基于LISe晶体的飞秒光参量振荡器获取5～10μm的中红外超快激光，避免了由于缺乏高效长波泵浦源，基于OPO组合技术获取中红外超快激光系统的难度和复杂度高，对晶体的透过率要求较高和转换效率低的问题。本发明采用YbLaser直接泵浦基于LISe晶体的光参量振荡器获取5～10μm的中红外超快激光，避免了量子级联激光器因受限于主动锁模技术获取激光脉冲的宽度局限在皮秒范围的问题。本发明采用YbLaser直接泵浦基于LISe晶体的光参量振荡器获取5～10μm的中红外超快激光，避免了受限于激光增益介质的吸收发射光谱范围、锁模器件的工作波长以及带宽、泵浦源的辐射波长以及效率等因素，直接从全固态超快激光器中获取中红外超快激光的波长范围、脉冲宽度都受到了局限的问题。本发明可产生的中红外超快激光的波长范围可达5～10 μm，脉冲宽度可到百飞秒量级，并且该系统结构较为简单、易于调节、转换效率相对于OPO组合系统和级联OPO较高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于环形腔结构的可调谐长波中红外超快激光源装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的基于线形腔结构的可调谐长波中红外超快激光源装置结构示意图。
图中：1、全固态Yb飞秒激光源；2、第一半波片；3、宽带高功率偏振分束器；4、第二半波片；5、第一聚焦镜；6、第二聚焦镜；7、凹面镜；8、ZnSe 平面镜；9、ZnSe凹面镜；10、LISe晶体；11、镀银凹面镜；12、平面镜；13、 Ge窗口；14、输出耦合镜。
图3是本发明实施例提供的LISe晶体透过率和波长的对应关系示意图。
图4是本发明实施例提供的晶体相位匹配角与各光波长的对应关系示意图。
图5是本发明实施例提供的相位匹配角和有效非线性系数之间的对应关系示意图。
图6是本发明实施例提供的相位匹配角和增益系数之间的对应关系示意图。
图7是本发明实施例提供的通过仿真得到的光谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可调谐长波中红外超快激光光源装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供的可调谐长波中红外超快激光源装置业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的可调谐长波中红外超快激光源装置仅仅是一个具体实施例而已。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的可调谐长波中红外超快激光源装置包括：
泵浦源模块，泵浦源模块用于产生光参量振荡器模块所需的泵浦光(1μm 附近)并对其输出功率进行调节(通过旋转第二半波片4)。
光参量振荡器模块，用于发生频率变换，使泵浦光和生成的信号光周期性的同时通过非线性晶体产生并输出5～10μm波段的闲频光。
泵浦源模块包括：全固态Yb飞秒激光源1、第一半波片2、宽带高功率偏振分束器3和第二半波片4。
全固态Yb飞秒激光源1右端设置有第一半波片2，第一半波片2右端设置有宽带高功率偏振分束器3，宽带高功率偏振分束器3右端设置有第二半波片4。
全固态Yb飞秒激光源1用于产生中心波长为1030nm，脉宽为100fs，最大输出功率为6W泵浦光；第一半波片2用于组成功率调节系统；宽带高功率偏振分束器3用于组成功率调节系统，第二半波片4用于组成功率调节系统。
光参量振荡器模块包括：环形腔结构和线形腔结构。
环形腔结构的光参量振荡器模块包括：第一聚焦镜5、凹面镜7、LISe晶体 10、镀银凹面镜11、ZnSe平面镜8、Ge窗口13和输出耦合镜14；
第一聚焦镜5用于将泵浦光聚焦射到LISe晶体10上，聚焦后的泵浦强度达到≥50MW/cm2的轴上峰值强度，凹面镜7镀有对泵浦光波段透射和信号光波段反射的膜，镀银凹面镜11对腔内各波段的光均反射，ZnSe平面镜8镀有对信号光波段反射的膜且自身对闲频光波段有70％左右的透过率，Ge窗口13对泵浦光波段反射，输出耦合镜14镀有信号光波段部分透射的膜，透过率为1.5％，并装在可前后移动的精密平移台上。
从泵浦源模块输出的泵浦光先后通过第一聚焦镜5和凹面镜7射入LISe晶体10进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再由镀银凹面镜11反射至ZnSe 平面镜8。闲频光和泵浦光从ZnSe平面镜8透射而信号光被反射至输出耦合镜 14。从ZnSe平面镜8透射的光由Ge窗口13滤去泵浦光完成闲频光的输出。输出耦合镜14处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至第一凹面镜7在腔内继续震荡，此外输出耦合镜14可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体10内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
线形腔结构的光参量振荡器模块包括：第一聚焦镜5、第二聚焦镜6、凹面镜7、LISe晶体10、ZnSe凹面镜9、平面镜12、Ge窗口13和输出耦合镜14；
第一聚焦镜5用于将泵浦光聚焦射到LISe晶体10上，聚焦后的泵浦强度达到≥50MW/cm2的轴上峰值强度，ZnSe凹面镜9镀有对信号光波段反射的膜且自身对闲频光波段有70％左右的透过率，平面镜12面镜镀有对信号光反射的膜，Ge窗口13对泵浦光波段反射，输出耦合镜14镀有信号光波段部分透射的膜，并装在可前后移动的精密平移台上；
从泵浦源模块输出的泵浦光先后通过聚焦镜L和凹面镜CM射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再入射到ZnSe凹面镜ZCM表面，闲频光和泵浦光从ZnSe凹面镜ZCM透射而信号光被反射至输出耦合镜OC处。从ZnSe凹面镜ZCM透射的光由Ge窗口GW滤去泵浦光完成闲频光的输出。输出耦合镜OC处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至ZnSe凹面镜 ZCM再次通过LISe晶体，传播至凹面镜CM表面再反射至平面镜M表面，最后由M反射回凹面镜CM，继续在腔内震荡。此外输出耦合镜OC可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
LISe晶体有两块，分别用于输出5～7μm和7～10μm的飞秒脉冲。LISe 晶体相位匹配角为45.8°和36.5°，厚度均为1mm，晶体表面还镀有对泵浦光、信号光和闲频光波段透射的膜。该OPO使用的是Ⅱ类相位匹配(e→o+e)，信号光为o光，波长范围为1148～1297nm，转换效为～30％，输出功率～1.8W；闲频光为e光,波长范围为5～10μm，转换效率～8％，输出功率～467mW。
下面结合仿真实验对本发明的技术方案作详细的描述。
如图3所示，本发明提供的LISe晶体透过率和波长的对应关系，1cm的 LISe晶体在0.45～13.7μm波段的透过率超过95％。
如图4所示，本发明提供的LISe晶体相位匹配角与各光波长的对应关系，泵浦光波长为1030nm时，LISe晶体支持闲频光为5～10μm的频率变换，此时是相位匹配角范围为33°～52°。
如图5所示，本发明提供的相位匹配角和有效非线性系数之间的对应关系，在33°～52°的范围内，LISe晶体拥有大于9pm/V的有效非线性系数。
如图6所示，本发明提供的相位匹配角和增益系数之间的对应关系，在33°～52°的范围内，LISe晶体的增益系数大于0.000125W-0.5。其中，LISe晶体的长度：1cm；LISe晶体的主平面：XY平面；相位匹配类型：Ⅱ型相位匹配(e+o →e)；相位匹配角：45.8°或36.5°；泵浦光参数：中心波长为1030nm，脉宽为100fs，输出功率≥6W。
本发明整体系统结构较为简单、易于调节、转化率相对于OPO组合系统和级联OPO较高的方案来获取5～10μm中红外飞秒激光，即一种YbLaser直接泵浦的基于LISe晶体的光参量振荡器。
本发明的工作原理为：首先运行的是泵浦源模块，利用全固态Yb飞秒激光源YbLaser输出泵浦光，并使用第一半波片HWP1、宽带高功率偏振分束器PBS 和第二半波片HWP2组成的功率调节器进行调节，泵浦光的平均输出功率可根据光参量振荡器模块中的谐振腔的理论起振阈值和LISe晶体的损伤阈值进行适当调节，然后泵浦光通过聚焦镜L聚焦后，通过凹面镜CM射入LISe晶体中进行非线性频率变换，产生5～10μm的闲频光以及对应的信号光。使用环形腔结构时，泵浦光、闲频光和信号光一起射到镀银凹面镜SM上并全部被反射到ZnSe 平面镜ZM上，泵浦光和闲频光透过该镜射出谐振腔后由Ge窗口GW滤掉泵浦光完成5～10μm闲频光的输出，而信号光则被ZnSe平面镜ZM反射至输出耦合镜OC。入射在输出耦合镜OC表面的信号光会投射一部分作为输出的信号光，而另一部分则被反射至凹面镜CM表面后再次被反射进入LISe晶体参与非线性频率变换。使用线性腔结构时，泵浦光、闲频光和信号光一起射到ZnSe凹面镜上，泵浦光和闲频光透过该镜射出谐振腔后由Ge窗口GW滤掉泵浦光完成 5～10μm闲频光的输出，而信号光则被ZnSe凹面镜ZCM反射至输出耦合镜 OC。入射在输出耦合镜OC表面的信号光会投射一部分作为输出的信号光，而另一部分则被反射回ZnSe凹面镜ZCM表面后再次被反射进入LISe晶体参与非线性频率变换并射入凹面镜CM后反射至平面镜M。最后由平面镜M反射回凹面镜CM完成一次循环。
此外，我们还通过仿真得到的光谱如图7所示。仿真所使用的相位匹配为 1208nm(e)+7000nm(o)＝1030nm(e)，单脉冲能量为80nJ，光斑直径为80μm，有效非线性系数为9.97pm/V，在脉冲在振荡器内往返1087次后趋于稳定。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可调谐长波中红外超快激光光源装置，其特征在于，所述可调谐长波中红外超快激光光源装置设置有：
用于产生光参量振荡器模块所需的泵浦光，并对其输出功率进行调节的泵浦源模块；
用于发生频率变换，使泵浦光和生成的信号光周期性的同时通过非线性晶体产生并输出5～10μm波段的闲频光的光参量振荡器模块。
2.如权利要求1所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述泵浦源模块包括：全固态Yb飞秒激光源YbLaser、第一半波片HWP1、宽带高功率偏振分束器PBS和第二半波片HWP2。
3.如权利要求2所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述全固态Yb飞秒激光源YbLaser右端设置有第一半波片HWP1，第一半波片HWP1右端设置有宽带高功率偏振分束器PBS，宽带高功率偏振分束器PBS右端设置有第二半波片HWP2。
4.如权利要求1所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述光参量振荡器模块包括：环形腔结构和线形腔结构。
5.如权利要求4所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述环形腔结构包括：聚焦镜L、凹面镜CM、LISe晶体、镀银凹面镜SM、ZnSe平面镜ZM、Ge窗口GW和输出耦合镜OC。
6.如权利要求4所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述环形腔结构中接收泵浦光，泵浦光先后通过聚焦镜L和凹面镜CM射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再由镀银凹面镜SM反射至ZnSe平面镜ZM。
7.如权利要求6所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述闲频光和泵浦光从ZnSe平面镜ZM透射而信号光被反射至输出耦合镜OC，从ZnSe平面镜ZM透射的光由Ge窗口GW滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜OC处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至第一凹面镜M1在腔内继续震荡；
此外输出耦合镜OC可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
8.如权利要求4所述可调谐长波中红外超快激光源装置，其特征在于，所述线形腔结构包括：聚焦镜L1、聚焦镜L2、凹面镜CM、LISe晶体、ZnSe凹面镜ZCM、平面镜M、Ge窗口GW和输出耦合镜OC；
所述线形腔结构中接收泵浦光，泵浦光先后通过聚焦镜L和凹面镜CM射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再入射到ZnSe凹面镜ZCM表面，闲频光和泵浦光从ZnSe凹面镜ZCM透射而信号光被反射至输出耦合镜OC处；
所述从ZnSe凹面镜ZCM透射的光由Ge窗口GW滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜OC处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至ZnSe凹面镜ZCM再次通过LISe晶体，传播至凹面镜CM表面再反射至平面镜M表面，最后由M反射回凹面镜CM，继续在腔内震荡；
此外输出耦合镜OC可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述可调谐长波中红外超快激光源装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：从泵浦源模块输出的泵浦光先后通过第一聚焦镜和凹面镜射入LISe晶体进行非线性频率变换生成信号光和闲频光，再由镀银凹面镜反射至ZnSe平面镜；闲频光和泵浦光从ZnSe平面镜透射而信号光被反射至输出耦合镜；从ZnSe平面镜透射的光由Ge窗口滤去泵浦光完成闲频光的输出；输出耦合镜处输出一定量的信号光并将剩余的信号光反射至第一凹面镜在腔内继续震荡，此外输出耦合镜可通过前后平移调节腔长控制LISe晶体内的非线性过程来实现输出光波长的调谐。
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