[发明专利]双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器

说明书

本发明涉及一种Tm,Ho:LLF正交线偏振双波长被动调Q固体激光器，属于光学领域。本发明采用对可饱和吸收子自注入激光脉冲的方法，有效解决了双波长激光脉冲不同步的问题。还可以通过调节泵浦光腰在晶体内的轴向位置，控制不同偏振方向脉冲激光的功率比。利用两块增益晶体，有效解决两个偏振方向激光的模式竞争问题，使得每个偏振方向激光的输出功率更加稳定。本发明包括：泵浦源(1)、第一消色差凸透镜(2‑1)、第二消色差凸透镜(2‑2)、第一Tm,Ho:LLF晶体(3‑1)、第二Tm,Ho:LLF晶体(3‑2)、Cr:ZnS晶体(4)、F‑P标准具(5)、第一2μm激光λ/4波片(6‑1)、第二2μm激光λ/4波片(6‑2)、平凹镜(7)、分光片(8)、第一反射平面镜(9‑1)、第二反射平面镜(9‑2)、反射球面镜(10)。

技术领域

本发明涉及一种双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器，属于光学领域。

背景技术

2μm激光具有对人眼安全的优点，适于人口密集地区；且具有非常好的大气穿透性，与CO₂激光器的10.6μm波长相比，它对雨雾有更高的穿透能力，因此是激光测距机、激光成像雷达、多普勒测风雷达以及测量地球大气浓度和温度变化的差分吸收激光雷达系统等的理想光源。特别是大气中的CO₂和水蒸气在2μm处具有很好的吸收峰，因此2μm差分吸收雷达特别适合测量大气中CO₂和水蒸气的浓度。

一般的差分吸收雷达要求其激光光源的在线和离线激光波长能够实现快速切换，然而在测量大气中某种气体浓度时，大气环境常有急剧变化的情况，激光波长切换时间严重影响了差分吸收雷达对气体的探测精度。双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器的两个垂直偏振方向激光脉冲的同步输出可以有效解决由于波长切换而影响差分吸收雷达测量精度的问题。目前的差分吸收雷达的光源为双波长脉冲激光交替切换输出，若两个波长的激光脉冲同步输出，则两个波长脉冲激光会经过相同的路径，因此会极大地提高差分吸收雷达的测量精度。

本发明中a轴切割的Tm,Ho:LLF激光晶体具有很强的自然双折射特性，其输出激光的偏振方向一般不会因为泵浦功率的变化而发生偏转；另外，每个偏振方向的激光分别利用不同晶体的上能级粒子，因此也就避免了两个偏振方向激光的模式竞争问题，使得两个偏振方向的激光输出更加稳定，并且通过调节泵浦光腰在晶体内的轴向位置，还可以有效控制两个偏振方向激光输出功率的比值。本发明采用了对Cr:ZnS可饱和吸收体自注入激光脉冲的方法，实现了偏振方向互相垂直的在线波长和离线波长激光脉冲同步输出。

发明内容

本发明的目的是为了解决2μm波段正交线偏振双波长脉冲激光的脉冲不同步及能量不均衡问题，提供了一种双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器。

一种双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器，包括：泵浦源(1)、第一消色差凸透镜(2-1)、第二消色差凸透镜(2-2)、第一Tm,Ho:LLF晶体(3-1)、第二Tm,Ho:LLF晶体(3-2)、Cr:ZnS晶体(4)、F-P标准具(5)、第一2μm激光λ/4波片(6-1)、第二2μm激光λ/4波片(6-2)、平凹镜(7)、分光片(8)、第一反射平面镜(9-1)、第二反射平面镜(9-2)、反射球面镜(10)；