3~5μm光学参量振荡器研究进展及其应用

3⁵μm波段中红外激光在医疗、环保、军事等领域有着广泛的应用。固体激光器泵浦的光参量振荡器(OPO)是目前获得35μm波段中红外激光在医疗、环保、军事等领域有着广泛的应用。固体激光器泵浦的光参量振荡器(OPO)是目前获得3⁵μm激光的常用方式,是激光器领域研究的热点,国外已有报道采用ZGP-OPO方式获得27.1W的35μm激光的常用方式,是激光器领域研究的热点,国外已有报道采用ZGP-OPO方式获得27.1W的3⁵μm激光。介绍了OPO获得35μm激光。介绍了OPO获得3⁵μm激光的技术途径,以及中红外OPO的研究进展和在各个领域的应用。     

高效率中红外可调谐激光器

中红外波段光在大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值。产生中红外激光主要有以下技术途径：气体激光器、化学激光器、二极管激光器、稀土掺杂固体激光器、光纤激光器和光参量振荡器（OPO）等。基于OPO技术的可调谐中红外固体激光器由于其具有波长调谐范围宽（2～12μm）、转换效率高、结构紧凑、重量轻、维护简单等特点。     

高功率MgO∶PPLN光参变振荡器

报道了一台高功率中红外激光器。通过理论计算,得到了光参量振荡器输出波长随MgO∶PPLN晶体温度变化的调谐曲线,分析了晶体热膨胀对输出波长的影响;通过声光调Q,Nd∶YAG激光器输出的1064 nm激光作为抽运光,抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂晶体(MgO∶PPLN),利用光参量振荡(OPO)技术实现了1.75μm和中红外2.71μm激光输出。当重复频率为7 kHz,抽运光功率为104 W时,总的平均输出功率为53.2 W,转换效率为51%。从转换曲线上看,并没有达到饱和区域,因此在晶体损伤阈值以下,增加抽运光功率,OPO的输出功率将会有所提高。     

中红外固体激光器研究进展

本文介绍了中红外固体激光器中新型的Fe²⁺: ZnSe激光器和基于MgO: PPLN、ZnGeP₂晶体的光参量振荡器的发展现状,讨论了它们在发展过程中遇到的技术难题,探讨了中红外固体激光器的未来发展方向。波长为3~5 μm的中红外固体激光器具有效率高、体积小和重量轻等优点,在工业、医疗、军事等方面具有重要应用价值,研制大尺寸、高质量中红外激光晶体和输出波长更长的红外高功率激光泵浦源已成为中红外固体激光器未来发展方向之一。     

高功率腔内双共振2μm光参量振荡器特性研究

报道了一种稳定的高功率双共振2?μm 光参量振荡器（OPO）. 该OPO使用调Q的线偏振全固态Nd∶YAG激光器作为抽运源,利用双棒串接补偿热致双折射和双Q开关正交放置技术提高了抽运源的输出功率和光束质量,通过腔内抽运单块KTP晶体实现了稳定的高功率2?μm 激光输出. 在调Q频率为5?kHz时,得到了295 W的2?μm 激光输出. 研究了OPO输出功率同KTP晶体温度和声光Q调制频率的关系,并测量了在29W时2?μm激光的功率稳定性. 在1 h内该OPO的功率起伏小于1.4%. 关键词： 光参量振荡器 2?μm激光器 KTP晶体 双共振     

单块KTA晶体级联光参量振荡2.6 μm激光器

提出了一种新型的基于非临界相位匹配KTA晶体的自级联光参量振荡(OPO)激光技术。采用LD端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.06 m振荡,腔内泵浦按非临界相位匹配角度切割的KTA晶体,将KTA晶体初次OPO产生的1.5 m信号光封闭在腔内用作二次OPO的泵浦光,实现基于单块KTA晶体自级联OPO的转化。在输出功率8 W的808 nm波长半导体激光泵浦下获得输出功率超过400 mW、斜效率12.7%的2.6 m波长激光输出。结果表明基于单块KTA晶体的级联光参量振荡激光器可望成为获得脉冲2.5~2.7 m波段中红外激光的有效途径。     

双共振准相位匹配光学参量振荡器的调谐特性

利用全固化单频Nd：YVO4激光器泵浦双共振难相位匹配铌酸锂连续光学参量振荡器，实验研究了该光学参量振荡器下转换光的调谐特性。通过改变PPLN晶体的温度及OPO的腔长，下转换光的调谐范围分别为189nm和175nm，通过改变泵浦光频率，信号光频率连续调谐375MHz。实验结果与理论计算值基本吻合。     

光纤激光泵浦MgO:PPLN高功率中波红外光参量振荡器

为实现高效率、高功率中波红外激光输出,研制基于MgO:PPLN晶体的中波红外光参量振荡器（OPO）,泵浦源为基于主振荡功率放大（MOPA）结构的线偏振掺Yb光纤激光器（YDFL）。实验结果表明:YDFL可实现最高79.1 W的1064.1 nm脉冲线偏振激光输出;在YDFL泵浦下,通过优化输出镜曲率半径和泵浦光束腰直径,该OPO实现最高9.15 W的3.754 μm脉冲激光输出,光光转换效率为11.57%,重复频率为300 kHz,脉冲宽度约为110 ns。     

410一2200nm角度调谐BBO参量振荡器

介绍了以Nd:YAG激光器的三倍频光作泵浦源，BBO作非线性光学晶体，在410一2200nm波段可连续调谐的光参量振荡器（OPO）的工作原理和实验装置，测定了其调谐曲线的输出能量，并对实验结果做了分析。     

光参量振荡器中的晶体温度引起的光束质量劣化

利用COMSOL软件建模对光参量振荡器(OPO)进行热分析,发现在大功率抽运下,晶体的中心轴线附近由于吸收参量光,出现较为明显的温度上升。MgO∶PPLN晶体的折射率对温度非常敏感,较小的温升会使参量光产生不可忽略的波前畸变,进而导致光束质量下降。晶体的温升是由参量光的吸收引起的,这样的温升不可避免,大功率OPO/OPA(光参量放大器)的光束质量劣化是必然的。     

Wavelength tunability of tandem optical parametric oscillator based on single PPMgOLN crystal

The theoretical analysis and experimental results of the wavelength tunability of a tandem optical parametric oscillator (TOPO) based on a single nonlinear crystal are presented.TOPO is a configuration wherein the signal laser is used as a pump laser to generate secondary optical parametric oscillator (OPO).The cascaded parametric interactions are achieved synchronously in a single-grating-period MgO doped periodically poled lithium niobate (PPMgOLN).Tunable multiple-wavelength mid-infrared (mid-IR) lasers are obtained by changing the temperature of the crystal.When the PPMgOLN crystal with a grating period of 31.2 μm is operated at 148 ℃,the dual OPOs generate an identical mid-IR laser of 2.83 μm.The secondary OPO transforms into an optical parametric amplifier,in which different frequency mixing from the signal laser results in the amplification of the idler laser in the first OPO.TOPO is a useful configuration for multiple laser output,broad tuning range,and high-efficiency mid-IR lasers.     

Femtosecond optical parametric oscillators

Development of femtosecond optical parametric oscillators (OPO) began a decade ago and has followed the technological progress in lasers and nonlinear crystals. There exist now such OPOs operating in the near or mid-infrared as well as in the visible. In this paper, we give an overview of the existing performances and of the prospects of this very active field.     

中红外超快光纤激光器研究进展

中红外波段覆盖重要的分子吸收区与多个大气透射窗口,该波段的超快激光器在多个领域具有广泛应用。基于光纤的中红外超快激光器近年来在激光发射与传输、超快脉冲产生与应用等方面发展迅速,为中红外波段超快激光开辟了新的研究手段与应用领域。综述了近十年来中红外超快光纤激光器的发展概况,介绍了近年来中红外波段的激光传输与增益手段。其中,重点回顾了近年来中红外超快脉冲产生技术的研究进展及其代表性工作,包括非线性偏振旋转、可饱和吸收体以及频移反馈锁模技术。此外,还介绍了中红外超快脉冲的压缩放大技术与超连续谱产生应用。最后讨论并总结了中红外超快光纤激光器面临的挑战与可能的发展方向。     

高亮度人眼安全KTP OPO激光器

采用多模NdYAG激光器泵浦非临界相位匹配的KTP-OPO,获得了光束角2.3 mrad、输出能量400 mJ、平均功率12 W、光-光转换效率40%的1 572 nm激光.泵浦源的参数为能量1 J、重复频率30 Hz.分析认为采用KTP OPO将NdYAG激光器的1 μm激光转换到人眼安全波段的方法是获得1.5 μm激光的最有效的手段之一;非临界相位匹配的KTP OPO的主要优点是大的接受角和无走离,因此即使多纵模激光泵浦情况下也可以获得很高的转换效率.     

双光子吸收碱金属蒸气激光器研究进展

蓝紫激光和中红外激光在基础研究和国防工程中有重要的应用前景。单光子吸收的碱金属蒸气激光器具有量子效率高、受激发射截面大和热管理性能好等优点,近些年来已成为激光领域中研究热点之一,目前已实现k W量级的输出。双光子吸收的碱金属蒸气激光器可实现蓝紫激光和中红外激光级联输出的特性,也引起越来越多的关注。本文从碱金属原子密度、泵浦光功率、偏振和频率失调量以及调控激光等几种影响因素出发,综述了双光子吸收碱金属蒸气激光的研究进展,在此基础上分析了影响激光输出特性的原因,最后对双光子吸收碱金属蒸气激光器的发展趋势进行了展望。     

Tm:YLF laser-pumped periodically poled MgO-doped congruent LiNbO3 crystal optical parametric oscillators

At room temperature, highly efficient, doubly resonant periodically poled MgO-doped congruent LiNbO3 crystal optical parametric oscillators (OPO) pumped at 1.9 μm have been realized for the first time to our knowledge. A 2.9 W, 2 kHz acousto-optic Q-switched homemade Tm:YLF laser served as a pump source. A 900 mW mid-infrared emission generated from an OPO is illustrated. The overall mid-infrared generation conversion efficiency reached 31%, whereas the slope efficiency was up to 70%.     

窄线宽1064 nm光纤激光泵浦高效率中红外3.8μm MgO:PPLN光参量振荡器

采用放大1064?nm掺镱光纤激光器作为泵浦源,实现了中红外3.8?μm?MgO:PPLN光参量振荡(OPO)激光输出.在泵浦源中,采用分布式反馈激光器(DFB)作为种子源来实现光纤激光窄线宽的调制,实现线宽2.5?nm到0.1?nm的压缩,最大平均输出功率可达40?W.进一步对不同泵浦线宽条件下中红外3.8?μm?M...     

可调谐PPLN中红外光参量振荡器失调特性

 通过对晶体进行周期调谐,实现了中红外参量光输出,在此基础上研究了晶体移动、腔镜偏转等对失调特性的影响。结果表明：由于PPLN通道的小尺寸波导特性和参量振荡特性,其失调特性不同于常规激光器。PPLN晶体沿不同轴移动的功率变化曲线有不同的特点,沿x轴移动的失调容限大于沿y轴移动的失调容限;腔镜的失调容限与腔镜偏转方向有关,腔镜横向偏转的失调容限大于纵向偏转的失调容限;PPLN晶体温度和通道对失调容限几乎没有影响。