一种中红外激光差频系统的制作方法

本发明涉及激光系统，特别涉及一种中红外激光差频系统。

背景技术：

1、长波长中红外激光源，由于覆盖了许多液体、气体等物质分子的指纹共振吸收峰，因而其光谱学可以广泛地运用到气体探测、红外光谱成像、大气通信以及疾病探测等领域，具有较高的研究价值。

2、相关技术中，产生的中红外光源波长调谐范围受限，非线性系数小，难以满足实际应用的使用需求。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种中红外激光差频系统，有利于获取具有宽波长调谐范围的中红外激光。

2、根据本发明实施例的中红外激光差频系统，包括：分束器，用于对入射光偏振分束，以形成第一光束和第二光束；反射模块，用于反射第一光束和/或第二光束，以调节第一光束和/或第二光束的出射路径；合束器，被配置为将第一光束和第二光束合束并导出，合束器对第一光束反射，并对第二光束透射；差频模块，包括沿合束器的出射方向依次布置聚焦透镜和非线性晶体，非线性晶体为硒化镓(gase)晶体。

3、根据本发明实施例的中红外激光差频系统，至少具有如下有益效果：分束器可对入射光作偏振分束处理，以获取初始互相垂直的第一光束和第二光束，在反射模块的反射和引导作用下，使得第一光束和第二光束往合束器汇聚，且合束器对第一光束高效反射，并对第二光束高效透射，合束器被配置为将第一光束与第二光束在空间上重合后导出，合束后的第一光束和第二光束射入差频模块，差频模块包括沿合束器的出射方向依次布置的聚焦透镜和非线性晶体，聚焦透镜用于控制第一光束和第二光束聚焦入射至非线性晶体前表面的光斑大小，通过在非线性晶体的差频过程，从而获取可调谐的中红外激光，非线性晶体为硒化镓(gase)晶体，gase晶体具有透射范围宽、非线性系数大、宽带双折射相位匹配的特点，能有效获取长波长的可调谐中红外激光，以解决目前长波长中红外激光短缺的问题。

4、根据本发明的一些实施例，差频模块还包括滤波片，非线性晶体和滤波片沿合束器的出射方向依次布置。

5、非线性晶体和滤波片沿合束器的出射方向依次布置，通过非线性晶体的差频过程，获取长波长的可调谐中红外激光后，在滤波片的滤波作用下，可滤掉第一光束和第二光束，从而将产生的长波长中红外激光提取出来。

6、根据本发明的一些实施例，滤波片的截止波长为2.4μm。

7、滤波片的截止波长为2.4μm，能有效滤除第一光束和第二光束等杂质光，以提取产生的长波长中红外激光。

8、根据本发明的一些实施例，差频模块还包括夹具、旋转盘和旋转驱动，夹具用于夹持非线性晶体，夹具连接于旋转盘，旋转驱动用于驱动旋转盘正转或反转。

9、考虑到传统设备中存在需要手动调节相位匹配角，操作较为不便，且精准度较低的缺陷，该差频模块还包括夹具、旋转盘和旋转驱动，夹具用于夹持非线性晶体，且夹具连接于旋转盘上，旋转驱动用于驱动旋转盘正转或反转，即该中红外激光差频系统可采用电动控制的方式，以操控旋转盘正转或反转，从而调节第一光束和第二光束与非线性晶体光轴的夹角，从而实现角度调谐的功能，且调谐操作更为简便，精准度更高。

10、根据本发明的一些实施例，反射模块还包括回转反射镜和直线驱动，回转反射镜包括连接座、以及呈夹角布置的第一镜体和第二镜体，直线驱动用于驱动回转反射镜直线伸缩，回转反射镜设于第一光束的路径上，以调节第一光束的光程。

11、反射模块还包括回转反射镜和直线驱动，回转反射镜设于第一光束的路径上，以用于将射入的第一光束反向导出，从而调节第一光束的光程，具体的，回转反射镜包括连接座，以及呈夹角布置的第一镜体和第二镜体，射入的第一光束能照射至第一镜体处，在第一镜体的反射作用下反射至第二镜体处，通过第二镜体的夹角布置，从而使得第一光束呈反向方向导出，而直线驱动用于驱动回转反射镜直线伸缩，通过直线驱动的驱动作用下，可改变第一光束的光程，以确保第一光束与第二光束达到时间重合的效果，即该中红外激光差频系统可采用电动控制的方式，以操控回转反射镜的直线滑移，从而调节第一光束的光程，从而实现第一光束与第二光束时间重合的功能，且操作更为简便，精准度更高。

12、根据本发明的一些实施例，反射模块还包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜用于将第一光束从分束器反射至回转反射镜。

13、具体的，反射模块还包括第一反射镜和第二反射镜，在第一反射镜和第二反射镜的反射作用下，可改变第一光束的反射路径，从而将第一光束从分束器反射至回转反射镜内，通过直线驱动的驱动作用下，可改变回转反射镜相对于第一反射镜或第二反射镜的间距，从而改变第一光束的光程，以确保第一光束与第二光束达到时间重合的效果。

14、根据本发明的一些实施例，反射模块还包括第三反射镜，第三反射镜用于将第一光束从回转反射镜反射至合束器。

15、反射模块还包括第三反射镜，第三反射镜用于将第一光束从回转反射镜反射至合束器处，在回转反射镜的反射作用下，可使得入射回转反射镜的第一光束呈反向导出，并导出至第三反射镜处，通过第三反射镜的布置角度设置，可使得第一光束射出至合束器处，合束器对第一光束高效反射，并对第二光束高效透射，从而可实现第一光束和第二光束的空间重合，以便于第一光束和第二光束在差频模块处进行差频过程，从而获取具有宽波长调谐范围的中红外激光，以解决目前长波长中红外激光短缺的问题。

16、根据本发明的一些实施例，本发明还包括设于分束器远离合束器一侧的光阑(500)。

17、具体的，该中红外激光差频系统还包括设于分束器远离合束器一侧的光阑，即入射光依次经过光阑和分束器，在光阑的作用下，以实现对入射光的准直。

18、根据本发明的一些实施例，聚焦透镜为氟化钙透镜。

19、聚焦透镜为氟化钙透镜，氟化钙晶体具有良好的透明性，可透过可见光和红外光，具有宽波长范围的透光性，且具有较高的折射率，从而可实现对第一光束和第二光束的聚焦和透射。

20、根据本发明的一些实施例，氟化钙透镜的焦距为75mm。

21、具体的，氟化钙透镜的焦距为75mm，通过焦距的控制，可使得空间重合后的第一光束和第二光束能聚焦入射至非线性晶体处，从而实现激光的差频过程，以获取长波长的中红外激光，解决目前长波长中红外激光短缺的问题。

22、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种中红外激光差频系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述差频模块(400)还包括滤波片(430)，所述非线性晶体(420)和所述滤波片(430)沿所述合束器(200)的出射方向依次布置。

3.根据权利要求2所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述滤波片(430)的截止波长为2.4μm。

4.根据权利要求1所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述差频模块(400)还包括夹具(441)、旋转盘(442)和旋转驱动(443)，所述夹具(441)用于夹持所述非线性晶体(420)，所述夹具(441)连接于所述旋转盘(442)，所述旋转驱动(443)用于驱动所述旋转盘(442)正转或反转。

5.根据权利要求1所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述反射模块还包括回转反射镜(310)和直线驱动(314)，所述回转反射镜(310)包括连接座(313)、以及呈夹角布置的第一镜体(311)和第二镜体(312)，所述直线驱动(314)用于驱动所述回转反射镜(310)直线伸缩，所述回转反射镜(310)设于所述第一光束的路径上，以调节所述第一光束的光程。

6.根据权利要求5所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述反射模块还包括第一反射镜(320)和第二反射镜(330)，所述第一反射镜(320)和所述第二反射镜(330)用于将所述第一光束从所述分束器(100)反射至所述回转反射镜(310)。

7.根据权利要求5所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述反射模块还包括第三反射镜(340)，所述第三反射镜(340)用于将所述第一光束从所述回转反射镜(310)反射至所述合束器(200)。

8.根据权利要求1所述的中红外激光差频系统，其特征在于：还包括设于所述分束器(100)远离所述合束器一侧的光阑(500)。

9.根据权利要求1所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述聚焦透镜(410)为氟化钙透镜。

10.根据权利要求9所述的中红外激光差频系统，其特征在于：所述氟化钙透镜的焦距为75mm。

技术总结
本发明公开了一种中红外激光差频系统，属于激光系统技术领域，中红外激光差频系统包括：入射光源，用于产生入射光；分束器，用于对入射光偏振分束，以形成第一光束和第二光束；反射模块，用于反射第一光束和/或第二光束，以调节第一光束和/或第二光束的出射路径；合束器，被配置为将第一光束和第二光束合束并导出，合束器对第一光束反射，并对第二光束透射；差频模块，包括沿合束器的出射方向依次布置聚焦透镜和非线性晶体，非线性晶体为硒化镓晶体，有利于获取具有宽波长调谐范围的中红外激光，以解决目前长波长中红外激光短缺的问题。

技术研发人员：梁厚昆,杨雪梅,何林珍,田坎,何长涛
受保护的技术使用者：海目星激光智能装备（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8