本發(fā)明屬于固體激光，具體涉及一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器。

背景技術(shù)：

1、中紅外光聲光譜應(yīng)用前景誘人，可用于環(huán)境、工業(yè)過程或醫(yī)療診斷過程的痕量氣體檢測和分析，靈敏度高，動態(tài)范圍寬，響應(yīng)快速。依賴于波長可選擇的高性能和高可靠性中紅外脈沖激光光源，基于近紅外單縱模脈沖激光泵浦周期性極化晶體成為最可靠的技術(shù)途徑，若基于信號光和閑頻光雙共振的光參量振蕩過程，無需數(shù)十乃至數(shù)百毫焦，單脈沖能量僅數(shù)百微焦的近紅外單頻泵浦源即可滿足參量過程振蕩閾值。

2、參量振蕩技術(shù)利用周期性極化晶體的二階非線性光學(xué)效應(yīng)實現(xiàn)激光頻率下轉(zhuǎn)換，基于極化周期和溫度調(diào)諧可實現(xiàn)任意波長參量激光輸出，入射泵浦光能量以光輻射(信號光和閑頻光)形式發(fā)射，沒有廢熱產(chǎn)生，參量振蕩采用信號光和閑頻光雙共振方案，以降低近紅外脈沖激光泵浦閾值，從而近紅外脈沖激光實現(xiàn)超高體積緊湊性成為可能。然而當(dāng)前近紅外單頻脈沖激光泵浦源依賴于兩種技術(shù)途徑，一是連續(xù)單頻種子光纖脈沖調(diào)制和光纖預(yù)放大，較窄脈沖寬度下激光脈沖峰值功率密度較高，受限于光纖器件非線性效應(yīng)，單脈沖能量輸出僅數(shù)個微焦，為獲得數(shù)百微焦，后級必須級聯(lián)固體放大器進行固體放大，意味著體積緊湊性非常差；二是連續(xù)單頻種子源注入諧振腔實現(xiàn)共振放大，可實現(xiàn)數(shù)毫焦單頻脈沖激光輸出，但諧振腔長度往往長度達到數(shù)百毫米，空間體積緊湊性很差且鎖定技術(shù)往往非常復(fù)雜，實施成本高昂。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，基于二極管單管和環(huán)形腔技術(shù)產(chǎn)生全固態(tài)近紅外單頻脈沖激光，整機采用半導(dǎo)體工藝封裝，具有高可靠性和超高體積緊湊性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，包括第一二極管單管、第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第一整形透鏡、第一諧振腔反射鏡、第三諧振腔反射鏡、λ/2波片、法拉第旋光器、薄膜偏振片、激光晶體、第二諧振腔反射鏡、第二整形透鏡、第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第二二極管單管，其中，

4、所述第一二極管單管和第二二極管單管分列于激光晶體的兩側(cè)，以產(chǎn)生兩路光源，其中，第一路光源先后經(jīng)過第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第一整形透鏡、第一諧振腔反射鏡到達激光晶體，第二路光源先后經(jīng)過第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第二整形透鏡、第二諧振腔反射鏡到達激光晶體；

5、所述λ/2波片、法拉第旋光器和薄膜偏振片共同構(gòu)成光學(xué)二極管，所述光學(xué)二極管與第一諧振腔反射鏡、第二諧振腔反射鏡、第三諧振腔反射鏡共同構(gòu)成環(huán)形諧振腔，使得到達激光晶體的激光光源在環(huán)形諧振腔內(nèi)進行振蕩后經(jīng)薄膜偏振片輸出。

6、本發(fā)明的有益效果在于：

7、本發(fā)明基于二極管單管和環(huán)形腔技術(shù)，實現(xiàn)了高可靠性和超高體積緊湊性的近紅外單縱模脈沖激光泵浦源，整機尺寸僅幾十毫米，熱功率僅數(shù)十瓦，輸出激光脈沖寬度約數(shù)十納秒，有利于基于固體放大器進一步單脈沖能量提升，重復(fù)頻率可達數(shù)千赫茲，線寬達到傅里葉變換極限，整機采用半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)超高穩(wěn)定性封裝，可承受高低溫循環(huán)和振動沖擊，為中紅外光參量振蕩提供了超高可靠性和超體積緊湊性的近紅外單縱模脈沖泵浦源。

技術(shù)特征：

1.一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，包括第一二極管單管、第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第一整形透鏡、第一諧振腔反射鏡、第三諧振腔反射鏡、λ/2波片、法拉第旋光器、薄膜偏振片、激光晶體、第二諧振腔反射鏡、第二整形透鏡、第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第二二極管單管，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一二極管單管和第二二極管單管為風(fēng)冷型微型單頻激光器的泵浦源。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一諧振腔反射鏡、第二諧振腔反射鏡、第三諧振腔反射鏡、薄膜偏振片均為45°入射和出射。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一快軸準(zhǔn)直透鏡和第二快軸準(zhǔn)直透鏡用于分別對第一二極管單管和第二二極管單管出射的激光進行快軸方向角度壓縮。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一整形透鏡和第二整形透鏡用于分別對經(jīng)角度壓縮后的激光進行聚焦。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一諧振腔反射鏡和第二諧振腔反射鏡用于分別接收兩路聚焦后的光源，實現(xiàn)振蕩激光往返增益反射，鍍膜為振蕩激光高反。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一諧振腔反射鏡和第三諧振腔反射鏡之間還包括被動調(diào)q晶體，用于實現(xiàn)緊湊性調(diào)q、高峰值功率脈沖激光振蕩和輸出。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述激光光源在環(huán)形諧振腔內(nèi)進行僅逆時針振蕩。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，調(diào)節(jié)λ/2波片角度以改變振蕩激光反射至薄膜偏振片時的輸出激光比例。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，其特征在于，所述第一二極管單管、第二二極管單管采用鍍金方式分別焊接于第一鍍金陶瓷的上端面，第一鍍金陶瓷的下端面與第一半導(dǎo)體制冷器上端面連接；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)形腔的風(fēng)冷型微型單頻激光器，屬于固體激光技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域。所述激光器中，第一二極管單管和第二二極管單管分列于激光晶體的兩側(cè)，以產(chǎn)生兩路光源，其中，第一路光源先后經(jīng)過第一快軸準(zhǔn)直透鏡、第一整形透鏡、第一諧振腔反射鏡到達激光晶體，第二路光源先后經(jīng)過第二快軸準(zhǔn)直透鏡、第二整形透鏡、第二諧振腔反射鏡到達激光晶體；λ/2波片、法拉第旋光器和薄膜偏振片共同構(gòu)成光學(xué)二極管，與第一諧振腔反射鏡、第二諧振腔反射鏡、第三諧振腔反射鏡共同構(gòu)成環(huán)形諧振腔，使得到達激光晶體的激光光源在環(huán)形諧振腔內(nèi)進行振蕩。本發(fā)明重復(fù)頻率可達數(shù)千赫茲，整機采用半導(dǎo)體工藝封裝，具有高可靠性和超高體積緊湊性。

技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)焓?孫新會
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15