一2.1um高反，对2.3um—4um高透;腔镜8—11对1.4um—2.1um高反的反射镜，其中腔镜8为曲率800mm的凹面镜，腔镜9一11为平面镜;第七腔镜12为平面镜，对1.4um—2.1um具有10%的透过率。因此，本发明激光器同时输出两种波长的激光，1.4um—2.1um激光从腔镜12处经过出光口 17输出，2.1um—4.3um激光从腔镜7处经过出光口 16输出。最后一个腔镜12放置在一个沿光路方向调节的一维平移台15上，可以沿着光路方向移动，用以改变谐振腔的光程长度从而和栗浦光的重复频率相匹配。
[0025]皮秒脉冲的同步栗浦技术要求OPO谐振腔光程长度与栗浦光的重复频率相匹配。以栗浦光重复频率为80MHz为例，需要OPO谐振腔的光程必须为3.75m，对于折叠腔结构需要前后腔镜光程距离必须等于1.875m，因此需要一维平移台15精确控制后腔镜12距离前腔镜6的距离，以满足同步栗浦的腔长匹配。而本发明采用七镜折叠腔结构即由其中的腔镜6—腔镜12七反射镜构成折叠的六条光路成OPO谐振腔的腔长，使得OPO部分空间占据长度约为
0.7m，极大的压缩了激光器的物理尺寸。
[0026]图2所示为多通道MgO= PPLN晶体的结构示意图。MgO = PPLN晶体共有8个通道，图示中从上到下周期分别为27.911111;28.2911111;28.7咖；29.1611111;29.6611111;30.1911111;30.8111111和31.52um。移动步进电机位移平台14可以使得1064nm栗浦光经过MgO = PPLN晶体的不同通道。在特定的通道下，通过改变温控炉在50°C到200°C区间的温度，改变激光输出波长。譬如当1064nm栗浦光经过周期为31.52um的MgO: PPLN晶体时，通过改变温控炉的温度可以产生波长在1.7um—2.86um的激光，如图3所示;而当1064nm栗浦光经过周期为30.8Ium的MgO: PPLN晶体时，通过改变温控炉的温度可以产生波长在1.58um—1.7um与2.86um—3.25um的激光，如图4所示。所以通过改变栗浦光作用的MgO:PPLN晶体的周期以及温控炉的温度即可产生在1.4um一4.3um的激光输出。
[0027 ]图5所示为在不同的通道MgO: PPLN晶体与不同温度的状态下，对应的激光输出波长曲线。可以看到本发明可以无间断的输出I.4um一4.3um的激光。
[0028]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是包括1064nm皮秒脉冲栗浦源、光隔离器、聚焦透镜、多通道周期性极化晶体、晶体温控炉、步进电机位移平台、OPO谐振腔、一维平移台；1064nm皮秒脉冲栗浦源通过光隔离器后经过聚焦透镜，聚焦在周期性极化晶体上;周期性极化晶体放置在一个精度为0.1°C的晶体温控炉中；晶体温控炉放置在一个步进电机位移平台上；步进电机位移平台的调节方向垂直于光路、调节栗浦源进入多通道周期性极化晶体的不同通道;从多通道周期性极化晶体输出的光进入OPO谐振腔，OPO谐振腔谐振腔最后一个腔镜放置在一个沿光路方向调节的一维平移台(15)上，最后一个腔镜沿着光路方向移动，用以改变谐振腔的光程长度与栗浦光的重复频率相匹配;其中按光路方向的序列分置的第一至第七腔镜(6—12)构成OPO谐振腔，第一腔镜(6)为OPO前腔镜、面镜，对1064nm高透，对I.4um—2.1um高反；第二腔镜(7)为平面镜，偏斜45度镀膜，对1064nm高透，对1.4一2.1um高反，对2.3um—4um高透;第三-第六腔镜(8—11)对1.4一2.1um高反的反射镜，其中第三腔镜(8)为曲率800mm的凹面镜，第四一第六腔镜(9一11)为平面镜;谐振腔的第七腔镜(12)为平面镜，对1.4um—2.1um具有10%的透过率。2.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是所述周期性极化晶体采用MgO: PPLN晶体，所述晶体采用多通道设计，共有6-10个通道。3.根据权利要求2所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是所述周期性极化晶体为8个通道，周期性极化晶体八个通道的晶体周期分别为:27.9Um;28.29Um;28.7um; 29.16um; 29.66um; 30.19um; 30.81um; 31.52um;通过步进电机位移平台的平移改变栗浦源作用在不同周期晶体的通道上，同时改变晶体的工作温度，实现激光波长的连续宽调谐输出。4.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是1064nm皮秒脉冲栗浦源采用光纤1064nm皮秒脉冲激光器或全固态1064nm皮秒脉冲激光器。5.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是OPO谐振腔采用之字形光折叠腔设计，压缩空间结构，使得激光器结构紧凑。6.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是OPO谐振腔在1.4um-2.1um全波段镀膜，使得OPO谐振腔在1.4um-2.1um均可形成振荡输出，从而激光器在I.4-4.3um波长范围内连续输出激光。7.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是激光器同时输出两种波长的激光，1.4um—2.1um激光从第七腔镜(12)处经过出光口( 17)输出，2.Ium—4.3um激光从偏斜45度镀膜的第二腔镜经过出光口( 16)输出。8.根据权利要求1所述的紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，其特征是第一至第七七镜折叠腔结构即由其中的七反射镜构成折叠的六条光路成OPO谐振腔的腔长，OPO部分空间占据长度为0.7±0.1m。
【专利摘要】本发明提供一种紧凑结构皮秒脉冲宽调谐中红外激光器，包括1064nm皮秒脉冲泵浦源、光隔离器、聚焦透镜、多通道周期性极化晶体、晶体温控炉、步进电机位移平台、OPO谐振腔、一维平移台；1064nm皮秒脉冲泵浦源通过光隔离器后经过聚焦透镜，聚焦在周期性极化晶体上；周期性极化晶体放置在一个精度为0.1℃的晶体温控炉中；晶体温控炉放置在一个步进电机位移平台上、调节泵浦源进入多通道周期性极化晶体的不同通道；从多通道周期性极化晶体输出的光进入OPO谐振腔，OPO谐振腔谐振腔最后一个腔镜放置在一个沿光路方向调节的一维平移台上，改变谐振腔的光程长度与泵浦光的重复频率相匹配；皮秒脉冲宽调谐中红外激光产生方式。
【IPC分类】H01S3/108, H01S3/081
【公开号】CN105680309
【申请号】CN201610211195
【发明人】赵刚, 居盼盼, 吕新杰, 李世凤, 刘奕辰, 李宇昕, 莫其金, 蒋旭东, 祝世宁
【申请人】南京大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月6日