本發(fā)明涉及一種激光器，特別涉及一種基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器。

背景技術(shù)：

穩(wěn)定、緊湊、窄線寬的1.645μm短脈沖激光在空間光通信、差分吸收（ipda）激光雷達、生物醫(yī)學光子學等領(lǐng)域具有極大的應用價值，特別是在空間光通信和天基ipda雷達領(lǐng)域,小型化激光器作為理想光源已成為目前的發(fā)展趨勢，而獲得穩(wěn)定、緊湊、窄脈寬、窄線寬的1.645μm激光則是當前亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，該波段窄脈寬激光通常通過光參量方法獲得，但是該方法獲得的激光光源結(jié)構(gòu)復雜而且受環(huán)境微擾的影響很大。2016年，harris等利用腔倒空主動調(diào)制技術(shù)在er:yag板條激光器中獲得了4.5ns的激光輸出（[1]l.harris,m.clark,p.veitch,andk.spariosu,“compactcavity-dumpedq-switcheder:yaglaser,”opt.lett.,vol.41(18),pp.4309,2016），但該方法獲得的短脈沖激光光源同樣也存在結(jié)構(gòu)欠緊湊的問題，不利于其在空間光通信以及天基ipda激光雷達中的應用。一種非常有吸引力的方法是利用摻cr硫系晶體對er:yag激光進行被動調(diào)制來獲得穩(wěn)定、緊湊、短脈沖的1.645μm激光。

典型的基于摻cr硫系晶體調(diào)制的穩(wěn)定、緊湊、短脈沖1.6μmer:yag激光器裝置（[2]r.d.stultz,v.leyva,andk.spariosu,“shortpulse,high-repetitionrate,passivelyq-switcheder:yttrium-aluminum-garnetlaserat1.6microns,”appl.phys.lett.,vol.87(24),pp.1118,2005）如圖1所示。其中，a為1532nm泵浦源激光器；b為準直透鏡，c為聚焦透鏡，它們一同作為泵浦激光的耦合注入系統(tǒng)；d為泵浦輸入鏡，對1532nm泵浦光高透，對1.6μm激光高反；e為er:yag晶體，作為激光增益介質(zhì)；f為高濃度cr²⁺:znse晶體，起光調(diào)制作用；g為輸出耦合鏡，對1532nm泵浦光高反，對1.6μm激光部分反。該激光器穩(wěn)定、緊湊，而且輸出脈沖寬度小于10ns。但是該短脈沖的激光的獲得需調(diào)制器件有大的調(diào)制深度，即使用高濃度的cr²⁺:znse晶體，這就加大了插入損耗。而er:yag晶體的發(fā)射波長與激光腔損耗高度相關(guān)（低損耗下支持1.645μm激光發(fā)射，高損耗下支持1.617μm激光發(fā)射），該激光器工作波長為1.617μm，不能滿足在天基ipda激光雷達中的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定的基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：一種基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，包括泵浦源激光器、準直透鏡、聚焦透鏡、體布拉格光柵、激光增益介質(zhì)、摻鉻硫系晶體和輸出耦合鏡，所述泵浦源激光器、準直透鏡、聚焦透鏡、體布拉格光柵、激光增益介質(zhì)、摻鉻硫系晶體和輸出耦合鏡依次放置并位于同一直線上，泵浦源激光器輸出的激光經(jīng)準直透鏡、聚焦透鏡從體布拉格光柵注入到激光增益介質(zhì)上，體布拉格光柵和輸出耦合鏡一同構(gòu)成調(diào)q激光器的光學諧振腔，產(chǎn)生的激光由輸出耦合鏡輸出。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述泵浦源激光器為激光二極管或摻鉺光纖激光器。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述泵浦源激光器輸出的激光波長為1532nm或1470nm。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述激光增益介質(zhì)為摻鉺釔鋁石榴石晶體或陶瓷。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述摻鉺釔鋁石榴石晶體摻雜濃度為1%，長度30mm。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述摻鉻硫系晶體呈布魯斯特角放置。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述摻鉻硫系晶體作為被動調(diào)制元件，為cr²⁺:znse或cr²⁺:zns或cr²⁺:znte。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述體布拉格光柵鍍寬帶增透膜，體布拉格光柵工作波長為1.645μm，工作帶寬小于0.1nm。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述摻鉻硫系晶體對1.645μm波段激光的透過率為85%。

上述基于光譜控制的短脈沖被動調(diào)q激光器，所述的輸出耦合鏡曲率半徑為100mm，對泵浦光反射率為99.5%，對1.645μm波段激光的透過率為30%。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明采用體布拉格光柵作為光譜控制元件，摻鉻硫系晶體作為被動調(diào)制元件，體布拉格光柵鍍寬帶增透膜，保證了泵浦光和產(chǎn)生的激光高透，體布拉格光柵工作波長為1.645μm，工作帶寬小于0.1nm，使得激光器的工作波長被鎖定在1.645μm，且輸出光譜線寬小于0.1nm；

2、布儒斯特角放置的摻鉻硫系晶體作為被動調(diào)制元件，對1.645μm波段激光的小信號透過率為85%，可實現(xiàn)激光器輸出脈寬小于10ns，在空間光通信和天基ipda雷達等領(lǐng)域具有極大的應用價值；同時布儒斯特角放置可實現(xiàn)輸出激光較好的偏振度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖2所示，本發(fā)明包括泵浦源激光器、準直透鏡、聚焦透鏡、體布拉格光柵、激光增益介質(zhì)、摻鉻硫系晶體和輸出耦合鏡，所述泵浦源激光器、準直透鏡、聚焦透鏡、體布拉格光柵、激光增益介質(zhì)、摻鉻硫系晶體和輸出耦合鏡依次放置并位于同一直線上，體布拉格光柵和輸出耦合鏡一同構(gòu)成調(diào)q激光器的光學諧振腔，產(chǎn)生的激光由輸出耦合鏡輸出。

所述的體布拉格光柵同時作為泵浦輸入鏡和光譜控制元件，摻鉻硫系晶體作為被動調(diào)制元件，它們的共同作用使激光器具有波長鎖定、窄脈寬、窄線寬以及穩(wěn)定、緊湊的特點。所述體布拉格光柵鍍寬帶增透膜，保證泵浦光和產(chǎn)生的激光高透，體布拉格光柵工作波長為1.645μm，工作帶寬小于0.1nm，可實現(xiàn)激光器工作波長穩(wěn)定的鎖定在1.645μm，同時保證輸出光譜線寬小于0.1nm。

所述泵浦源激光器為激光二極管或摻鉺光纖激光器。所述泵浦源激光器輸出的激光波長為1532nm左右，泵浦源激光器輸出的激光經(jīng)準直透鏡、聚焦透鏡從體布拉格光柵注入到激光增益介質(zhì)上。

所述激光增益介質(zhì)為摻鉺釔鋁石榴石晶體，其摻雜濃度為1%，長度30mm，可實現(xiàn)激光器緊湊的結(jié)構(gòu)。

所述摻鉻硫系晶體作為被動調(diào)制元件，為cr²⁺:znse，摻鉻硫系晶體呈布魯斯特角放置，保證輸出激光較好的偏振度；摻鉻硫系晶體對1.645μm波段激光的小信號透過率為85%，可實現(xiàn)激光器輸出脈寬小于10ns。

所述的輸出耦合鏡曲率半徑為100mm，對泵浦光反射率為99.5%，對1.645μm波段激光的透過率為30%。