一種基于硒鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)波紅外8?15微米波段激光在生物醫(yī)療、光譜學(xué)、大氣探測(cè)、光電對(duì)抗等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，該波段的光源是研究蛋白質(zhì)折疊動(dòng)力學(xué)、生物分子識(shí)別、高精度微創(chuàng)手術(shù)、激光雷達(dá)探測(cè)等的重要工具。同時(shí)，利用該波段激光對(duì)各氣體分子的特征吸收譜線，還能將其用于痕量氣體檢測(cè)、大氣探測(cè)及呼出氣體的醫(yī)療診斷。光參量振蕩器是產(chǎn)生中紅外激光的有效途徑，具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、調(diào)諧寬、輸出能量較大等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。但目前存在非線性晶體易損傷和輸出能量小等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有光參量振蕩器存在非線性晶體易損傷和輸出能量小的問(wèn)題，而提供一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置。
[0004]本發(fā)明一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置由栗浦源、耦合鏡、OPO輸入鏡、ZGP晶體、OPO輸出鏡、二色片組和砸鎵鋇晶體組成；沿栗浦光路依次設(shè)置栗浦源、耦合鏡、OPO輸入鏡、ZGP晶體、OPO輸出鏡、二色片組和砸鎵鋇晶體;所述二色片組由第一二色片、第二二色片、聚焦鏡、第三二色片和第四二色片組成，所述第一二色片與栗浦光入射方向成45°，所述第一二色片的法線與第四二色片的法線相垂直，且所述第一二色片與第四二色片底端在同一直線上;所述第二二色片與第一二色片平行且設(shè)置在第一二色片的正下方，所述第三二色片與第四二色片平行且設(shè)置在第四二色片的正下方，所述第二二色片和第三二色片之間設(shè)置有聚焦鏡;OPO輸出鏡的出射光入射到第一二色片，所述第一二色片的出射光入射到第四二色片上，所述第一二色片的反射光入射到第二二色片，所述第二二色片的反射光入射到聚焦鏡，所述聚焦鏡的出射光入射到第三二色片，所述第三二色片的反射光入射到第四二色片上。
[0005]發(fā)明原理:耦合鏡將栗浦光耦合入OPO晶體，OPO諧振腔由輸入鏡和輸出鏡構(gòu)成，ZGP晶體產(chǎn)生長(zhǎng)波紅外參量光，二色片的作用是反射剩余的栗浦光和信號(hào)光并透過(guò)閑頻光，信號(hào)光經(jīng)二色片和聚焦鏡后注入砸鎵鋇晶體，閑頻光經(jīng)二色片后注入砸鎵鋇晶體，砸鎵鋇晶體產(chǎn)生與信號(hào)光和閑頻光波長(zhǎng)不同的參量光，最終多個(gè)波長(zhǎng)的激光同時(shí)從砸鎵鋇晶體射出，組成寬譜帶長(zhǎng)波紅外激光。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
[0007]本發(fā)明無(wú)需額外的調(diào)諧組件，即可實(shí)現(xiàn)寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光輸出，同時(shí)利用兩個(gè)光學(xué)頻率變換過(guò)程提高能量轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)較高能量激光輸出，避免了高栗浦能量所引起的元件損傷問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]【具體實(shí)施方式】一:如圖1所示，本實(shí)施方式一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置由栗浦源1、耦合鏡2、OPO輸入鏡3、ZGP晶體4、OPO輸出鏡5、二色片組和砸鎵鋇晶體11組成;沿栗浦光路依次設(shè)置栗浦源1、耦合鏡2、OPO輸入鏡3、ZGP晶體4、0P0輸出鏡5、二色片組和砸鎵鋇晶體11;所述二色片組由第一二色片6、第二二色片7、聚焦鏡8、第三二色片9和第四二色片10組成，所述第一二色片6與栗浦光入射方向成45°，所述第一二色片6的法線與第四二色片10的法線相垂直，且所述第一二色片6與第四二色片10底端在同一直線上;所述第二二色片7與第一二色片6平行且設(shè)置在第一二色片6的正下方，所述第三二色片9與第四二色片10平行且設(shè)置在第四二色片10的正下方，所述第二二色片7和第三二色片9之間設(shè)置有聚焦鏡8; OPO輸出鏡5的出射光入射到第一二色片6，所述第一二色片6的出射光入射到第四二色片10上，所述第一二色片6的反射光入射到第二二色片7，所述第二二色片7的反射光入射到聚焦鏡8，所述聚焦鏡8的出射光入射到第三二色片9，所述第三二色片9的反射光入射到第四二色片10上。
[0010]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述栗浦源I是調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的2.09微米固體激光器，所述調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的2.09微米固體激光器輸出激光為線偏振，脈沖重復(fù)頻率為10Hz?100000Hz，脈沖寬度為1ns?100ns。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0011]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:所述0P0輸入鏡3、ZGP晶體4和0P0輸出鏡5組成ZGP光學(xué)參量振蕩器，所述ZGP光學(xué)參量振蕩器產(chǎn)生波長(zhǎng)為2.8微米的信號(hào)光和8.0微米的閑頻光;所述0P0輸入鏡3和0P0輸出鏡5表面均鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.09微米栗浦光透過(guò)率大于97 %，對(duì)2.8微米參量光反射率大于99%，對(duì)8.0微米參量光透過(guò)率大于99%;所述ZGP晶體4的長(zhǎng)度為25mm，ZGP晶體4的兩個(gè)端面均鍍有對(duì)栗浦光和參量光透過(guò)率大于99%的介質(zhì)膜。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0012]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述耦合鏡2的兩端面鍍有2.09微米透過(guò)率大于99 %的的高透介質(zhì)膜。其他與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0013]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:所述第一二色片6表面鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.09微米栗浦光反射率大于99 %，對(duì)2.8微米參量光反射率大于99%，對(duì)8.0微米參量光透過(guò)率大于99%。其他與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0014]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:所述第二二色片7表面鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.09微米栗浦光透過(guò)率大于99 %，對(duì)2.8微米參量光反射率大于99%。其他與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0015]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:所述第三二色片9表面鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.09微米栗浦光透過(guò)率大于99 %，對(duì)2.8微米參量光反射率大于99%。其他與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:所述第四二色片10表面鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.09微米栗浦光反射率大于99%，對(duì)2.8微米參量光反射率大于99%，對(duì)8.0微米參量光透過(guò)率大于99%。其他與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是:所述聚焦鏡8的兩個(gè)端面均鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.8微米參量光透過(guò)率大于99 % ο其他與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是:所述砸鎵鋇晶體11的長(zhǎng)度為40mm，兩個(gè)端面均鍍有介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜對(duì)2.8微米參量光透過(guò)率大于99 %，對(duì)8.0微米參量光透過(guò)率大于99 % ο其他與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0019]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0020]實(shí)施例一:一種基于砸鎵鋇晶體的寬譜帶長(zhǎng)波紅外固體激光裝置由栗浦源1、耦合鏡2、OPO輸入鏡3、ZGP晶體4、OPO輸出鏡5、二色片組和砸鎵鋇晶體11組成;沿栗浦光路依次設(shè)置栗浦源1、耦合鏡2、OPO輸入鏡3、ZGP晶體4、OPO輸出鏡5、二色片組和砸鎵鋇晶體11 ；所述二色片組由第一二色片6、第二二色片7、聚焦鏡8、第三二色片9和第