一种中长波固体红外激光器

本发明属于固体红外激光器，具体涉及一种可同时高效输出多波长的中长波固体红外激光器。

背景技术：

1、中长波红外光（中波红外3~5μm波段以及长波红外8~12μm波段的激光）是两个重要的“大气窗口”，同时覆盖众多分子的特征吸收谱线；该波段的激光在红外光谱、红外遥感、红外对抗、红外医疗、大气监测、工业气体检测等领域具有重要的应用价值。

2、目前，中长波红外激光输出方式主要有两种分别是直接抽运固态激光和非线性光学频率下转换。其中，直接抽运3-5μm中红外固态激光一般以fe2+离子掺杂的ⅱ-ⅵ族半导体晶体（如fe2+：znse，fe2+：zns，fe2+：cdse，fe2+：cdte等）作为激光介质，采用2.7-3μm固体激光作为泵浦源，实现4-5μm激光输出。而线性光学频率下转换则一般是采用近红外固体激光泵浦aggas2、zngep2等红外非线性光学晶体，通过激光变频的方式实现3-5μm或8-14μm激光输出。

3、但现有的直接抽运中红外固态激光以及非线性光学频率下转换的方式均无法实现中长波红外激光的多波长同时高效输出，且效率较低。

4、然而在红外定向对抗、红外光谱等实际应用领域对多波长中长波红外激光输出具有明确的需求。并且随着红外探测技术的发展，红外制导导弹探测器波段向中、长波红外转移以及传感器的信息融合，包含中长波红外的多波段红外定向干扰迫切需要中长波红外多波长激光器。此外，炸药挥发气、有毒气体、有机大分子等振动吸收峰也覆盖中、长波红外区域，红外光谱测量也需要中长波红外多波长激光光源。因此，亟需开发能够同时高效输出多波长的中长波固体红外激光器。

技术实现思路

1、基于上述原因，本发明的目的在于提供一种可同时高效输出多波长的中长波固体红外激光器，以实现多波长中长波红外激光的同时高效输出。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种中长波固体红外激光器，其包括激光泵浦源，以及沿所述激光泵浦源输出激光光路依次设置的功率调整组件、聚焦模块以及谐振腔；

4、所述谐振腔包括沿光路设置的输入镜、红外非线性复合激光晶体和输出耦合镜组成，其中，所述红外非线性复合激光晶体为cr2+：cdse晶体。

5、进一步方案，所述功率调整组件由沿光路设置的半波片和偏振分光镜组成，通过将半波片和偏振分光镜结合以调整激光泵浦源的功率。

6、进一步方案，所述聚焦模块由聚焦镜组成，从而将泵浦激光聚焦入射到谐振腔内。

7、进一步方案，所述激光泵浦源为波长1.94-2.09μm的固体激光或光纤激光。

8、在本发明的一些具体的实施方式中，所述激光泵浦源为波长1.94μm、2.01μm、2.05μm或2.09μm的固体激光。

9、进一步方案，所述固体激光的激光晶体为ho3+：ylf晶体或ho3+：yag晶体。

10、进一步方案，所述cr2+：cdse晶体的θ=62-86°，φ=0°；其两个通光面精加工，并镀制有1.9-2.1μm和2.3-14μm增透膜。

11、进一步方案，所述cr2+：cdse晶体中，cr2+的掺杂浓度为1017-1019cm-3。

12、进一步方案，所述谐振腔为直线型谐振腔或环形谐振腔。

13、进一步方案，所述输入镜对1.9-2.1μm泵浦光高透，同时对2.3-14μm激光高反；所述输出耦合镜对1.9-2.1μm泵浦光高透，同时对2.3-5μm信号光高反、对8-14μm闲频光高透。

14、本发明的有益效果:

15、本发明采用cr2+：cdse晶体作为红外非线性复合激光晶体，同时实现激光增益放大和激光频率下转换两个物理过程，可实现三波长或四波长的中长波红外激光输出，并提高了8-14μm长波红外激光的转换效率。

技术特征：

1.一种中长波固体红外激光器，其特征在于，包括激光泵浦源，以及沿所述激光泵浦源输出激光光路依次设置的功率调整组件、聚焦模块以及谐振腔；

2.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述功率调整组件由沿光路设置的半波片和偏振分光镜组成。

3.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述聚焦模块由聚焦镜组成。

4.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述激光泵浦源采用波长1.94-2.09μm的固体激光或光纤激光。

5.如权利要求4所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述激光泵浦源采用波长1.94μm、2.01μm、2.05μm或2.09μm的固体激光。

6.如权利要求4或5所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述固体激光的激光晶体为ho3+：ylf晶体或ho3+：yag晶体。

7.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述cr2+：cdse晶体的θ=62-86°，φ=0°；其两个通光面精加工，并镀制有1.9-2.1μm和2.3-14μm增透膜。

8. 如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述cr2+：cdse晶体中，cr2+的掺杂浓度为1017-1019 cm-3。

9.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述谐振腔为直线型谐振腔或环形谐振腔。

10.如权利要求1所述的中长波固体红外激光器，其特征在于，所述输入镜对1.9-2.1μm泵浦光高透，同时对2.3-14μm激光高反；所述输出耦合镜对1.9-2.1μm泵浦光高透，同时对2.3-5μm信号光高反、对8-14μm闲频光高透。

技术总结本发明公开了一种中长波固体红外激光器，其包括激光泵浦源，以及沿所述激光泵浦源输出激光光路依次设置的功率调整组件、聚焦模块以及谐振腔；所述谐振腔包括沿光路设置的输入镜、红外非线性复合激光晶体和输出耦合镜，其中，所述红外非线性复合激光晶体为Cr<supgt;2+</supgt;：CdSe晶体。该中长波固体红外激光器采用Cr<supgt;2+</supgt;：CdSe晶体作为红外非线性复合激光晶体，同时实现激光增益放大和激光频率下转换两个物理过程，可实现多波长中长波红外激光的同时高效输出，从而满足各领域对中长波红外多波长激光光源的应用需求。技术研发人员：黄昌保,倪友保,吴海信,余学舟,胡倩倩,李亚受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1