一种基于硒镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置。
【背景技术】
[0002]长波红外8?15微米波段激光在生物医疗、光谱学、大气探测、光电对抗等领域有着重要的应用。在生物医疗领域，该波段的光源是研究蛋白质折叠动力学、生物分子识别、高精度微创手术、激光雷达探测等的重要工具。同时，利用该波段激光对各气体分子的特征吸收谱线，还能将其用于痕量气体检测、大气探测及呼出气体的医疗诊断。光参量振荡器是产生中红外激光的有效途径，具有结构紧凑、成本低、调谐宽、输出能量较大等优点而被广泛采用。但目前存在非线性晶体易损伤和输出能量小等不足。
【发明内容】
[0003]本发明是要解决现有光参量振荡器存在非线性晶体易损伤和输出能量小的问题，而提供一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置。
[0004]本发明一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置由栗浦源、耦合镜、OPO输入镜、ZGP晶体、OPO输出镜、二色片组和砸镓钡晶体组成；沿栗浦光路依次设置栗浦源、耦合镜、OPO输入镜、ZGP晶体、OPO输出镜、二色片组和砸镓钡晶体;所述二色片组由第一二色片、第二二色片、聚焦镜、第三二色片和第四二色片组成，所述第一二色片与栗浦光入射方向成45°，所述第一二色片的法线与第四二色片的法线相垂直，且所述第一二色片与第四二色片底端在同一直线上;所述第二二色片与第一二色片平行且设置在第一二色片的正下方，所述第三二色片与第四二色片平行且设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间设置有聚焦镜;OPO输出镜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镜，所述聚焦镜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]发明原理:耦合镜将栗浦光耦合入OPO晶体，OPO谐振腔由输入镜和输出镜构成，ZGP晶体产生长波红外参量光，二色片的作用是反射剩余的栗浦光和信号光并透过闲频光，信号光经二色片和聚焦镜后注入砸镓钡晶体，闲频光经二色片后注入砸镓钡晶体，砸镓钡晶体产生与信号光和闲频光波长不同的参量光，最终多个波长的激光同时从砸镓钡晶体射出，组成宽谱带长波红外激光。
[0006]本发明的有益效果是:
[0007]本发明无需额外的调谐组件，即可实现宽谱带长波红外固体激光输出，同时利用两个光学频率变换过程提高能量转换效率，实现较高能量激光输出，避免了高栗浦能量所引起的元件损伤问题。
【附图说明】
[0008]图1为一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置由栗浦源1、耦合镜2、OPO输入镜3、ZGP晶体4、OPO输出镜5、二色片组和砸镓钡晶体11组成;沿栗浦光路依次设置栗浦源1、耦合镜2、OPO输入镜3、ZGP晶体4、0P0输出镜5、二色片组和砸镓钡晶体11;所述二色片组由第一二色片6、第二二色片7、聚焦镜8、第三二色片9和第四二色片10组成，所述第一二色片6与栗浦光入射方向成45°，所述第一二色片6的法线与第四二色片10的法线相垂直，且所述第一二色片6与第四二色片10底端在同一直线上;所述第二二色片7与第一二色片6平行且设置在第一二色片6的正下方，所述第三二色片9与第四二色片10平行且设置在第四二色片10的正下方，所述第二二色片7和第三二色片9之间设置有聚焦镜8; OPO输出镜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镜8，所述聚焦镜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]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述栗浦源I是调Q运转的2.09微米固体激光器，所述调Q运转的2.09微米固体激光器输出激光为线偏振，脉冲重复频率为10Hz?100000Hz，脉冲宽度为1ns?100ns。其他与【具体实施方式】一相同。
[0011]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述0P0输入镜3、ZGP晶体4和0P0输出镜5组成ZGP光学参量振荡器，所述ZGP光学参量振荡器产生波长为2.8微米的信号光和8.0微米的闲频光;所述0P0输入镜3和0P0输出镜5表面均镀有介质膜，所述介质膜对2.09微米栗浦光透过率大于97 %，对2.8微米参量光反射率大于99%，对8.0微米参量光透过率大于99%;所述ZGP晶体4的长度为25mm，ZGP晶体4的两个端面均镀有对栗浦光和参量光透过率大于99%的介质膜。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0012]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:所述耦合镜2的两端面镀有2.09微米透过率大于99 %的的高透介质膜。其他与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0013]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述第一二色片6表面镀有介质膜，所述介质膜对2.09微米栗浦光反射率大于99 %，对2.8微米参量光反射率大于99%，对8.0微米参量光透过率大于99%。其他与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0014]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:所述第二二色片7表面镀有介质膜，所述介质膜对2.09微米栗浦光透过率大于99 %，对2.8微米参量光反射率大于99%。其他与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0015]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述第三二色片9表面镀有介质膜，所述介质膜对2.09微米栗浦光透过率大于99 %，对2.8微米参量光反射率大于99%。其他与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0016]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:所述第四二色片10表面镀有介质膜，所述介质膜对2.09微米栗浦光反射率大于99%，对2.8微米参量光反射率大于99%，对8.0微米参量光透过率大于99%。其他与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0017]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:所述聚焦镜8的两个端面均镀有介质膜，所述介质膜对2.8微米参量光透过率大于99 % ο其他与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0018]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:所述砸镓钡晶体11的长度为40mm，两个端面均镀有介质膜，所述介质膜对2.8微米参量光透过率大于99 %，对8.0微米参量光透过率大于99 % ο其他与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0019]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0020]实施例一:一种基于砸镓钡晶体的宽谱带长波红外固体激光装置由栗浦源1、耦合镜2、OPO输入镜3、ZGP晶体4、OPO输出镜5、二色片组和砸镓钡晶体11组成;沿栗浦光路依次设置栗浦源1、耦合镜2、OPO输入镜3、ZGP晶体4、OPO输出镜5、二色片组和砸镓钡晶体11 ；所述二色片组由第一二色片6、第二二色片7、聚焦镜8、第三二色片9和第