新型远红外8μm激光放大装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及激光应用技术领域。
【背景技术】
[0002]长波红外8 μ m?12 μ m波段的激光是HgCdTe或GaAs/AlGaAs量子阱等红外焦平面探测器的波长响应范围，多数有毒碳氢化合物气体比如乙烷、丁烷、二氯苯等在8-12 μπι波段具有较强的吸收谱线。因此，这些特性使得8?12μπι激光器在环境检测、激光红外定向干扰、差分吸收雷达等领域扮演着重要的角色。
[0003]获得8 μ m?10 μ m激光输出的主要技术途径有差频(DF)、光学参量产生(OPG)、光学参量振荡(OPO)和光参量放大器(OPA)。相对于DF和OPG技术，OPO和OPA技术装置简单，能够获得高重复频率、高平均功率输出，普通的OPA是采用OPO输出的栗浦光作为输入光，即2.1 ym激光作为栗浦光进行放大，这种方式获得的总的光光转换效率较低。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决采用OPO输出的栗浦光作为OPA的输入光时，其光光转换效率低的问题，提出了新型远红外8 μ m激光放大装置。
[0005]新型远红外8 μπι激光放大装置，它包括一号耦合系统1_1、45°反射镜2、二号耦合系统1-2、ZnGeP2*学参量振荡器3、45°平面镜6和ZnGeP2光参量放大器I ;
[0006]—束2.1 μ m脉冲激光垂直入射至一号耦合系统1-1，经一号耦合系统1_1进行光束变换后以45°入射角入射至45°反射镜2，经45°反射镜2反射后垂直入射至二号耦合系统1-2，经二号耦合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP2*学参量振荡器3，经ZnGeP 2光学参量振荡器3进行非线性转换获得输出激光，该输出激光由一束8 μ m长波红外激光和一束2.8 μπι的中波红外激光构成，ZnGeP2*学参量振荡器3的输出激光入射至45°平面镜6，经45°平面镜6透射后获得的透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光，透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光入射至ZnGeP2光参量放大器1，经ZnGeP2光参量放大器I后输出放大的8 μm长波红外激光和一束4.3 μm的中波红外激光。
[0007]ZnGeP2*学参量振荡器3包括一号平面镜3_1、二号反射镜3_2、一号反射镜3_3、二号平面镜4和一号ZnGeP2晶体5 ；
[0008]经二号親合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP2*学参量振荡器3中的一号平面镜3-1，入射角度为45°，经一号平面镜3-1透射后入射至一号21^#2晶体5，经一号21^#2晶体5进行非线性转换后以45°入射角入射至二号平面镜4，经二号平面镜4反射和透射；
[0009]经二号平面镜4反射后以45°入射角入射至一号反射镜3-3 ;经一号反射镜3-3反射后以45°入射角入射至二号反射镜3-2，经二号反射镜3-2反射后以45°入射角入射至一号平面镜3-1 ;
[0010]经一号平面镜3-1透射后入射至一号ZnGeP2晶体5，经一号ZnGeP 2晶体5后以45°入射角再次入射至二号平面镜4，经二号平面镜4透射后以45°入射角入射至45°平面镜6。
[0011]ZnGeP2光参量放大器I包括三号平面镜7_1、四号平面镜7_2、三号反射镜8_1、四号反射镜8-2、透镜9和二号2成#2晶体10 ;
[0012]透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光以45°入射角入射至三号平面镜7-1，经三号平面镜7-1对所述的8 μπι长波红外激光进行反射，同时对2.8 μπι的中波红外激光进行透射；
[0013]所述的8 μπι长波红外激光经三号平面镜7-1反射后以45°入射角入射至三号反射镜8-1，经三号反射镜8-1反射后以45°入射角入射至四号反射镜8-2，经四号反射镜8-2反射后以45°入射角入射至四号平面镜7-2，经四号平面镜7-2反射后垂直入射至透镜9，经透镜9透射后经二号ZnGeP2晶体10进行非线性光参量放大；
[0014]所述的2.8 μπι的中波红外激光经三号平面镜7-1透射后以45°入射角入射至四号平面镜7-2，经四号平面镜7-2透射后垂直入射至透镜9，经透镜9透射后进入二号ZnGeP2晶体10作为ZnGeP2光参量放大器I的栗浦光。
[0015]一束2.1 μπι脉冲激光是采用1.9 μπι的TmiYLF固体激光器栗浦2.1 ym HoiYAG激光器中的Ho: YAG晶体获得的。
[0016]Tm:YLF激光器的谐振腔为平凹腔结构，且利用体光栅做平面反射镜；Ho:YAG激光器为双晶体双末端栗浦结构，即采用四个Tm:YLF固体激光器对两个HckYAG晶体进行双末端栗浦。
[0017]—号平面镜3-1镀2.1 μπι高透膜和8?12 μπι高反膜；一号反射镜3-3镀2.1 μπι高透膜和8?12 μ m高反膜；二号反射镜3-2镀2.1 μ m高透膜和8?12 μ m高反膜；
[0018]二号平面镜4镀2.1 μ m高透膜和8?12 μ m的部分透射膜，二号平面镜4的透过率为27% ；
[0019]—号ZnGeP2晶体5端面镀2.1 μπι的高透膜和8?12 μm的高透膜，切割角度为51.5°，采用第一类相位匹配方式。
[0020]三号平面镜7-1镀2.8 μ m高反膜和8?12 μ m高透膜；四号平面镜7_2镀2.8 μ m高反膜和8?12 μπι高透膜；
[0021 ] 三号反射镜8-1和四号反射镜8-2均镀2.8 μ m高反膜；
[0022]二号2成6?2晶体10端面镀2.8 μ m高透膜、4.3 μ m高透膜和8?12 μ m高透膜，切割角度为68.4°，采用第二类相位匹配方式。
[0023]45°平面镜6镀2.1 μπι高反膜、8?12 μπι高透膜和2.8 μπι高透膜。
[0024]本发明是为了提出一种新型的光参量放大技术，采用一束2.1 μπι脉冲激光栗浦OPO产生8 μ m长波红外激光和2.8 μ m中波红外激光，再以OPO产生的2.8 μ m中波红外激光为栗浦光栗浦OPA对8 μ m长波红外激光进行放大，提高了总的光光转换效率。
[0025]利用OPO产生的一束参量光作为OPA的栗浦光，对OPO产生的参量光再利用，提高了总的光光转换效率。本发明适用于激光放大场合。
【附图说明】
[0026]图1为新型远红外8 μ m激光放大装置的结构框图；
[0027]图2为新型远红外8 μπι激光放大装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]【具体实施方式】一、参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的新型远红外8μπι激光放大装置，它包括一号耦合系统1-1、45°反射镜2、二号耦合系统1-2、ZnGeP2*学参量振荡器3、45°平面镜6和ZnGeP2光参量放大器I ;
[0029]—束2.1 μ m脉冲激光垂直入射至一号耦合系统1_1，经一号耦合系统1_1进行光束变换后以45°入射角入射至45°反射镜2，经45°反射镜2反射后垂直入射至二号耦合系统1-2，经二号耦合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP2*学参量振荡器3，经ZnGeP 2光学参量振荡器3进行非线性转换获得输出激光，该输出激光由一束8 μ m长波红外激光和一束2.8 μπι的中波红外激光构成，ZnGeP2*学参量振荡器3的输出激光入射至45°平面镜6，经45°平面镜6透射后获得的透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光，透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光入射至ZnGeP2光参量放大器1，经ZnGeP2光参量放大器I后输出放大的8 μm长波红外激光和一束4.3 μm的中波红外激光。
[0030]本发明的特点是采用光参量放大器，将光参量振荡器(OPO)产生的2.8 μπι栗浦光和8 μπι长波红外激光进行放大，使得长波激光器达到较高的功率水平。
[0031]本发明将光参量振荡器技术和光参量放大技术相结合，极大地提高了光参量放大器(OPA)的放大系数，使得长波8?12 μ m激光实现高功率运转，并且整个激光系统结构紧凑、工作稳定性好，便于运载和操作。
[0032]本实施方式中，放大的8 μπι长波红外激光经一号45°反射镜11反射后输出至功率计。本发明采用OPO输出的一束参量光即2.8 μπι激光做OPA的栗浦光，对OPO产生的光进行再利用，极大地提高了总的光光转换效率。
[0033]【具体实施方式】二、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的新型远红外8 μπι激光放大装置的进一步说明，本实施方式中，ZnGeP2*学参量振荡器3包括一号平面镜3-1、二号反射镜3-2、一号反射镜3-3、二号平面镜4和一号ZnGeP；^6!^.^ 5 ；
[0034]经二号親合系统1-2进行光束变换后入射至ZnGeP2*学参量振荡器3中的一号平面镜3-1，入射角度为45°，经一号平面镜3-1透射后入射至一号21^#2晶体5，经一号21^#2晶体5进行非线性转换后以45°入射角入射至二号平面镜4，经二号平面镜4反射和透射；
[0035]经二号平面镜4反射后以45°入射角入射至一号反射镜3-3 ;经一号反射镜3-3反射后以45°入射角入射至二号反射镜3-2，经二号反射镜3-2反射后以45°入射角入射至一号平面镜3-1 ;
[0036]经一号平面镜3_1透射后入射至一号ZnGeP2晶体5，经一号ZnGeP 2晶体5后以45°入射角再次入射至二号平面镜4，经二号平面镜4透射后以45°入射角入射至45°平面镜6。
[0037]本实施方式中，在实际工作过程中，经二号耦合系统1-2进行光束变换后的激光经过一号平面镜3-1透射、一号21^#2晶体5进行非线性转换，再由两个平面镜和两个反射镜(一号平面镜3-1、二号反射镜3-2、一号反射镜3-3、二号平面镜4)组成的谐振腔中振荡，最后由二号平面镜4透射输出。
[0038]【具体实施方式】三、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的新型远红外8 μπι激光放大装置的进一步说明，本实施方式中，ZnGeP2光参量放大器I包括三号平面镜7_1、四号平面镜7-2、三号反射镜8-1、四号反射镜8-2、透镜9和二号2成#2晶体10 ;
[0039]透射的8 μ m长波红外激光和透射的2.8 μ m的中波红外激光以45°入射角入射至三号平面镜7-1，经三号平面镜7-1对所述的8 μπι长波红外激光进行反射，同时对2.8 μπι的中波红外激光进行透射；
[0040]所述的8 μ m长波红外激光经三号平面镜7-1反射后以45°入射角入射至三号反射镜8-1，经三号反射镜8-1反射后以45°入射角入射至四号反射镜8-2，经四号反射镜8-2反射后以45°入射角入射至四号平面镜7-2，经四号平面镜7-2反射后垂直入射至透镜9，经透镜9透射后经二号ZnGeP2晶体10进行非线性光参量放大；
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