1.一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，包括激光器泵浦源(1)、光学耦合聚焦系统、平凹镜Ⅰ(4)、激光增益介质(5)、环形光阑(6)、平凹镜Ⅱ(7)、高非线性介质(9)、锁模元件(12)、啁啾镜组、光栅波导输出耦合镜(13)，所述啁啾镜组包括GTI反射镜I(8)、GTI反射镜Ⅱ(10)和GTI反射镜Ⅲ(11)；

激光器泵浦源(1)，用于输出泵浦激光；

光学耦合聚焦系统，用于将激光器泵浦源(1)产生的泵浦激光聚焦到激光增益介质(5)上；

平凹镜Ⅰ(4)，接收激光增益介质(5)产生的增益激光，用于同平凹镜Ⅱ(7)形成共焦谐振腔结构，激光增益介质(5)，接收光学耦合聚焦系统聚焦的泵浦激光，产生热致双折射效应，并产生中红外对应波段的激光，位置在光学耦合聚焦系统的焦点处；

环形光阑(6)，具有双折射选模机制，控制激光与泵浦光的模式匹配，实现径向偏振和角向偏振矢量光束的选择性输出与能量比例控制；

平凹镜Ⅱ(7)，接收激光增益介质(5)产生的增益激光，用于同平凹镜Ⅰ(4)形成共焦谐振腔结构，并反射到GTI反射镜I上；

GTI反射镜I(8)，接收平凹镜Ⅱ(7)反射的增益激光，用于同GTI反射镜Ⅱ(10)形成共焦结构，在腔内提供负色散；

高非线性介质(9)，用于对腔内非线性进行管理，实现非线性光谱的展宽，放置于GTI反射镜I(8)和GTI反射镜Ⅱ(10)的焦点；

GTI反射镜Ⅱ(10)，接收透过高非线性介质(9)的激光，用于同GTI反射镜I(8)形成共焦结构，在腔内提供负色散，并反射到光栅波导输出耦合镜(13)上；

GTI反射镜Ⅲ(11)，接收平凹镜Ⅰ(4)反射的增益激光，用于在腔内提供负色散，并反射到锁模元件(12)上；

锁模元件(12)，用于启动中红外对应波段脉冲激光，位置在GTI反射镜Ⅲ(11)的焦点处；

光栅波导输出耦合镜(13)，用于将径向偏振光束反射到腔内继续谐振，将角向偏振光束衍射损耗掉，并输出部分径向偏振超快激光用于检测。

2.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述激光器泵浦源(1)为高功率高亮度的单模光纤激光器，其输出波长与激光增益介质材料的吸收波长相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述激光增益介质(5)为稀土离子掺杂的倍半氧化物陶瓷，基质材料为陶瓷或立方晶系

3+ 3+ 3+

的单晶，掺杂的稀土离子为Er 、Tm 、Ho 中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述环形光阑(6)在腔内的位置灵活，放置在激光器泵浦源(1)和激光增益介质(5)之间，或者放置在激光增益介质(5)之后，或者放置在光栅波导输出耦合镜(13)之前。

5.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述锁模元件(12)为半导体可饱和吸收镜，调制深度在0.5％～3％之间，工作波段在2μm～5μm之间。

6.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述高非线性介质(9)采用分立式结构，材料选用中红外波段高透过率、高非线性折射率的各向同性的材料。

7.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述GTI反射镜I(8)、GTI反射镜Ⅱ(10)和GTI反射镜Ⅲ(11)的数值孔径≥0.7NA，焦距<

20mm。

8.根据权利要求1所述的一种产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的装置，其特征在于，所述光栅波导输出耦合镜(13)为反射式圆形光栅，其在中红外波段，对于径向偏振光束反射率>95％，对于角向偏振光束反射率<70％。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的装置产生中红外波段的矢量超短激光脉冲的方法，其特征在于，具体步骤为：S1、采用以激光器泵浦源(1)和激光增益介质(5)为核心元件的增益模块实现中红外对应波段的激光输出，其中激光增益介质(5)产生的热致双折射效应可获得径向偏振分量增益；

S2、利用锁模元件(12)启动脉冲；

S3、利用环形光阑(6)的双折射选模机制实现矢量光束的输出和控制，其中通过调节腔长可实现径向和角向偏振分量的增益选择；

S4、通过高非线性介质(9)实现对腔内非线性的管理，通过啁啾镜组实现对色散的管理；

S5、通过GTI反射镜I(8)、GTI反射镜Ⅱ(10)和GTI反射镜Ⅲ(11)在锁模元件(12)和高非线性介质(9)上实现深度聚焦，获得光斑小，长焦深的径向光束；

S6、利用光栅波导输出耦合镜(13)输出较为纯净的径向偏振光束；

S7、通过对输出激光的时域、频域和横模特性进行监测和反馈，以实现参数的最优化，最终获得中红外波段具有矢量特性的全固态飞秒激光的输出。