[发明专利]一种使用光纤激光器做泵浦的中红外光参量振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中红外激光源，尤其是一种使用光纤激光器做泵浦的中红外光参量振荡器。

背景技术

众所周知，中红外激光在国防，空间探索，医疗，科学研究等领域有广泛应用潜力，最近十几年，中红外激光技术成为一个研究热点，其中对中红外激光源产生的研究又是重中之重，是推动中红外激光技术发展和广泛应用的关键。

光学参量震荡是基于光学参量效应的一种技术，应用此机制可产生工作可靠、便于操作、相干性好并且可在室温下稳定运转的全固态中红外激光源。YAG等传统固态激光器常常被用作此类光学参量振荡器的泵浦源，然而这些固态激光器一般结构复杂，体积较大，价格昂贵，而且需要定期维护。近年来，光纤激光器凭借其体积小，重量轻，光斑优，散热易，成本低，免维护等优秀特质成为激光器领域一个研究热点并得到迅速发展，目前已能提供万瓦级平均功率和超过80mJ的单脉冲能量。

发明内容

本发明的目的是提供通过非线性光学参量过程实现结构简单、易于小型化的一种使用光纤激光器做泵浦的中红外光参量振荡器。  

 本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种使用光纤激光器做泵浦的中红外光参量振荡器，包括双色球面镜I（2）、双色球面镜II（3）、反射镜、中红外输出双色镜（5）和非线性光学晶体（6），其特征在于双色球面镜I（2）、双色球面镜II（3）、反射镜（4）、中红外输出双色镜（5）组成的蝴蝶节型振荡腔（bow-tie cavity），非线性光学晶体（6）作为发生参量过程的非线性增益介质设在双色球面镜I（2）和双色球面镜II（3）之间，非线性光学晶体（6）中有作为泵浦的光纤激光（1），中红外激光（7）和在振荡腔中振荡的光波（8）三个波参与光参量过程，且需满足能量守恒定律，

公式一：                                               

和相位匹配条件（动量守恒），

公式二：

公式中分别是光纤激光，腔内振荡光波和中红外激光光子频率；，，分别是光纤激光，腔内振荡光波和中红外激光的波动量。

本发明所述的作为泵浦的光纤激光(1)由双色球面镜II（3）输出腔外，中红外激光（7）由中红外输出双色镜（5）输出腔外，振荡腔中振荡的光波（8）由双色球面镜II（3）反射到反射镜（4），由反射镜（4）反射到中红外输出双色镜（5），再由中红外输出双色镜（5）反射到双色球面镜I（2），由双色球面镜I（2）进入非线性光学晶体（6）。

本发明所选用的非线性光学晶体有很多种，可以是块状晶体，比如硒化镓（GaSe），磷锗锌（ZGP）等，在这些块状晶体中，相位匹配条件是利用晶体的双折射特性实现的。也可以是有周期性调制结构的晶体，比如周期性极化铌酸锂（PPLN），磷酸钛氧钾（KTP）和准相位匹配（quasi-phase-matching）的砷化镓（QPM-GaAs）等等，在这些晶体中，参与非线性混频的光波易于实现准相位匹配（quasi-phase-matching），也可以利用到晶体较大的非线性系数，对光波的传播方向和偏振态要求也没有那么严格。

本发明具有结构简单，易于小型化，工作可靠，便于操作，相干性好，并且能够实现单频、宽带、可调谐、可在室温下稳定运转的全固态中红外激光源等优点，在国防，空间探索，医疗，科学研究等领域有广泛应用潜力。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

一种使用光纤激光器做泵浦的中红外光参量振荡器，包括双色球面镜I（2）、双色球面镜II（3）、反射镜（4）、中红外输出双色镜（5）和非线性光学晶体（6），其特征在于双色球面镜I（2）、双色球面镜II（3）、反射镜（4）、中红外输出双色镜（5）组成的蝴蝶节型振荡腔（bow-tie cavity），非线性光学晶体（6）作为发生参量过程的非线性增益介质设在双色球面镜I（2）和双色球面镜II（3）之间，非线性光学晶体（6）中有作为泵浦的光纤激光（1），中红外激光（7）和在振荡腔中振荡的光波（8）三个波参与光参量过程，且需满足能量守恒定律，

公式一：

和相位匹配条件（动量守恒），

公式二：

公式中分别是光纤激光，腔内振荡光波和中红外激光的光子频率；，，分别是光纤激光，腔内振荡光波和中红外激光的波动量。