[实用新型]基于碳纳米管可饱和吸收镜的中红外脉冲光学参量振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于碳纳米管可饱和吸收镜的中红外脉冲光学参量振荡器，属于参量振荡器技术领域。

背景技术

激光器的工作方式有两种：连续激光输出和脉冲激光输出，脉宽在皮秒甚至飞秒量级的中红外超短脉冲激光在军事对抗、大气环境监测、激光光谱分析、医疗诊断以及特殊环境远距离监控等诸多领域具有广泛的应用价值和前景。光学参量振荡器(OPO)作为一种可调谐、高相干光源，是获取中红外脉冲激光输出的一种重要手段。

调Q和锁模是产生脉冲激光的两种有效方式，较之于激光调Q技术，锁模技术有以下优点：一方面可以得到更窄的脉宽输出(调Q技术可以产生μs～ns量级的脉冲，锁模技术可以产生ps～fs量级的脉冲)；另一方面可以得到更高的峰值功率输出，可以达到T瓦量级甚至更高。锁模技术的工作方式一般有三种：主动锁模方式、被动锁模方式以及自锁模方式。主动锁模又可分为相位调制型锁模和振幅调制型锁模，然而这两种锁模调制光波类似，存在一系列波带，而且锁模不稳定。而自锁模激光器，由于噪声脉冲达不到自锁模的自启动阈值，往往需要采用附加措施来启动。被动锁模是通过在激光谐振腔内加入具有可饱和吸收特性材料制成的可饱和吸收体(SA)，利用材料本身独特的非线性光学特性产生脉冲激光输出。目前常用的可饱和吸收体存在着稳定性差、工作波长范围窄以及制备工艺复杂等诸多缺陷。

早期产生中红外脉冲输出的方案，大多采用近红外脉冲激光器泵浦非线性晶体的方式，需要严格设计谐振腔的腔长和晶体的尺寸大小，以配合脉冲激光泵浦非线性晶体，转换效率不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于碳纳米管可饱和吸收镜的中红外脉冲光学参量振荡器，克服现有脉冲激光器输出脉冲宽、峰值功率低、转化效率不高以及可饱和吸收体制备复杂的劣势。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于碳纳米管可饱和吸收镜的中红外脉冲光学参量振荡器，包括LD激光二极管、Nd:YVO₄晶体、碳纳米管可饱和吸收镜、MgO:PPLN晶体、第一～第二平凹镜、TEC制冷平台、温控炉，所述LD激光二极管、Nd:YVO₄晶体、碳纳米管可饱和吸收镜、第一平凹镜、MgO:PPLN晶体、第二平凹镜从左到右依次排列并在同一水平面，第一、第二平凹镜的凹面均朝向MgO:PPLN晶体，所述TEC制冷平台置于Nd:YVO₄晶体下方且与之接触，温控炉置于MgO:PPLN晶体下方且与之接触；LD激光二极管发出的激光经Nd:YVO₄晶体产生1064nm的连续激光，进入碳纳米管可饱和吸收镜后产生1064nm的脉冲激光，该脉冲激光经MgO:PPLN晶体后输出中红外脉冲激光；

所述Nd:YVO₄晶体朝向LD激光二极管的一面镀有与LD激光二极管输出激光的中心波长相同大小的增透膜和1064nm的高反膜，另一面镀有1064nm的增透膜和与LD激光二极管输出激光的中心波长相同大小的高反膜；

所述碳纳米管可饱和吸收镜朝向Nd:YVO₄晶体的一面及朝向第一平凹镜的一面均镀有1064nm的增透膜；

所述第一平凹镜的平面和凹面均镀有1064nm的增透膜且凹面还镀有对1450nm-1650nm的高反膜；

所述MgO:PPLN晶体的朝向第一、第二平凹镜的面上均镀有对1064nm、1450nm-1650nm、3000nm-4000nm的增透膜；

所述第二平凹镜的平面镀有对3000nm-4000nm的增透膜，凹面镀有对1064nm、1450nm-1650nm的高反膜。

进一步的，该振荡器还包括紫铜块，所述紫铜块位于LD激光二极管和TEC制冷平台之间。

优选的，所述LD激光二极管输出激光的中心波长为808nm。

优选的，所述Nd:YVO₄晶体的长为3mm、宽为3mm、厚为2mm。

优选的，所述MgO:PPLN晶体的长为30mm、宽为10mm、厚为1mm。

优选的，所述TEC制冷平台控制Nd:YVO₄晶体的温度为25℃。

优选的，所述温控炉控制MgO:PPLN晶体的温度为20℃-350℃。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：