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。     

宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器

利用半导体激光泵浦输出1064 nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用周期调谐和温度调谐组合调谐技术,对基于掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体（MgO:LiNbO3, PPMgLN）准相位匹配（QPM）的全固态连续波（CW）光学参量振荡器（OPO）宽波段无分立连续调谐输出特性进行研究。实验采用连续工作模式和外腔结构,基于多周期PPMgLN晶体的30.2,30.4和30.6 m周期,在改变晶体的极化周期的基础上,同时在30～100 ℃范围内调节晶体工作温度。实验结果表明:CW PPMgLN OPO的泵浦阈值仅为0.22 W;不同极化周期需要的温度调谐范围不同;信号光在1 559.8～1 597.2 nm近红外波段和闲频光在3 187.3~3 347.3 nm中红外波段连续调谐输出。实现了外腔式全固态CW OPO在信号光和闲频光波段的无分立连续调谐输出。     

薄片式Yb:YAG激光器及其应用

介绍了薄片式固体激光器的原理,YbYAG晶体的特性及其与传统棒状NdYAG晶体固体激光器的对比.VersaDisk固体激光器是一个功能强大的光学平台,可以实现红外(基频)、绿光(倍频)或双波长(红外和绿光)同时输出,也可以在腔内插入标准具、布儒斯特窗片、双折射滤光片来实现单频、线偏振、波长可调谐等多项传统棒状固体激光器实现不了的功能.该激光器在科研领域可以用于中红外高分辨率光谱、玻色-爱因斯坦凝聚和光镊、材料微加工、泵浦高功率Tisapphire激光器和染料激光器和全息、干涉、光存储等需要激光器单频特性的应用领域.     

用于定向红外对抗的中波红外激光器技术

针对定向红外对抗系统对中波红外激光器在激光波段、激光功率、激光束散角、激光重复频率以及调制波形等方面的具体要求,通过对光泵半导体激光器、量子级联激光器和基于光学参量振荡的固体以及光纤激光器的技术特点与发展现状的分析比较,和对双折射相位匹配与准相位匹配的特点和最新发展动态的梳理,提出用高功率高光束质量的1 064 nm固体激光器或光纤激光器泵浦基于掺氧化镁的周期极化铌酸锂晶体（PPMgLN）的光学参量振荡器的中波红外激光器方案,其波段转换效率可达到16%以上。     

基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器

设计了一种基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器,该激光器以Littrow结构为基础,采用中心波长分别为4.0μm和4.6μm的两个量子级联增益芯片提供光增益,通过4.2μm低通高反分束片合束后,将增益光入射到300 lines/mm的闪耀光栅形成光反馈,两个量子级联增益芯片通过交替互补的工作方式实现了3～5μm的超宽谱调谐。在25℃温控和303 mA注入电流下,该激光器在34.54°～46.50°的闪耀光栅旋转角度下工作,波长调谐范围为3779～4836 nm（包括179 nm波长调谐空白区间）,最大输出光功率为14.12 mW,边模抑制比为20 dB。该激光器具有结构紧凑、调谐范围超宽的优点,可为研制便携式模块化的中红外激光器提供参考。     

准相位匹配技术

常用激光器输出波长通常为近红外单一频率的激光,随着科技的发展,各行各业对激光器的需求大大增加,对激光器输出波长提出了更高要求,不但要求输出波长向红外和紫外扩展,而且输出波长要连续可调谐。通过非线性频率变换可以获得普通激光器达不到的输出激光波长,如紫外、中红外和远红外激光等,并且输出激光波长可以在一定范围内变化（即可调谐）,如1～3微米、3～5微米和8～13微米等,这三个重要波段的红外相干光源在光谱研究、激光制导、激光定向红外干扰、大气监测等领域有广泛应用。     

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。     

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。     

固体可调谐激光器近十年的进展

掺钛宝石、金绿宝石等可见一红外高功率可调谐激光器问世，连续输出功率达数瓦；LiF等色心激光在室温工作，脉冲输出达１００J ．KTP和ＢＢＯ取代早期非线性光学晶体，产生更高 功率和更短波长的激光．二极管泵浦固体激光器的研制成功，导致“全固体化”激光研究的新方向．     

蓝宝石激光器—90年代的激光器

1982年P.Moulton第一次在掺钛蓝宝石(Ti:Al2O3)中产生激光.此后经过六年的努力,人们解决了生长优质晶体,控制晶体的参数和器件结构设计等技术问题,到1988年底开始有了掺钛蓝宝石激光器商品.美国 Lasers & Optronics杂志推荐的1989年十项尖端产品中有两项是掺钛蓝宝石激光器,它们用连续波氩离子激光器泵浦,调谐范围大约是700-1000nm,最大输出功率可以到 2.5 W.美国光谱物理公司固体激光器产品部主任认为掺钛蓝宝石激光器将成为90年代的激光器. 在室温下掺钛蓝宝石的上能级寿命约为3.2us,比ns量级的染料的上能级寿命长得多,但比一般固体激…     

半导体抽运的单程中红外光纤气体激光器

报道了半导体抽运的单程中红外光纤气体激光器。用一个被调制放大的可调谐1.5μm半导体激光器抽运一段长为2.3m、充低压乙炔气体的低损耗负曲率空心光子晶体光纤(HC-PCF),实现了单程有效的中红外(3.1~3.2μm)激光输出,气压为200Pa时光-光转换效率大于14.5%,100Pa时激光阈值小于100nJ。为实现高效紧凑的大功率中红外光纤激光器提供了一条可能的技术途径。     

基于周期极化钽酸锂晶体的光参变振荡器技术研究

对基于周期极化钽酸锂(PPLT)晶体的光参变振荡器(OPO)技术进行了理论分析和实验研究,通过三波混频耦合波方程组,计算了PPLT-OPO的波长调谐曲线.分别研究了信号光单谐振结构(SSRO)和闲频光单谐振结构(ISRO)下,PPLT-OPO的中红外激光输出特性.当Nd:YAG激光器输出的1.064 μm激光抽运功率为...     

2.94 μm LiNbO3声光调Q Er:YAG激光输出脉冲特性

2.94 μm纳秒铒激光是宽调谐中红外激光和临床医疗研究中重要的固体激光源.本文研制了新型LiNbO₃声光调Q Er:YAG激光器,研究了20 Hz重复频率下不同调Q延迟时间和耦合腔镜反射率对激光输出脉冲特性的影响规律.根据测量激光器的热透镜焦距设计了凹凸谐振腔补偿热透镜效应,获得了激光单脉冲能量为34.68 mJ、脉冲宽度为119.9 ns的调Q输出,相应的峰值功率为289.24 kW,与平平腔相比输出能量提高了2.09倍.据我们所知,这是目前声光调Q Er:YAG激光器中获得的最高能量,可为进一步研究宽调谐中红外激光技术提供新的手段.     

内腔式虚共焦非稳腔光参量振荡器激光器的光束质量检测

基于内腔式虚共焦非稳腔的理论优化结果和理论远场发散角4.05 mrad,对光参量振荡器（OPO）激光器的光束质量进行了检测实验,输出激光能量可达70.6 mJ/脉冲,远场发散角最小达5 mrad;分析了影响OPO光束质量的可能因素,验证了经过优化设计的OPO激光器能够获得高光束质量的1.57 m激光。     

面向片上传感量子级联激光器的研究进展（特邀）

作为一种新型半导体激光器,量子级联激光器因其独特的子带间跃迁机制,具有高速响应、高非线性、输出波长大范围可调等特点。近年来随着输出光功率和电光转化效率等性能指标的快速提升,量子级联激光器已成为中红外至太赫兹波段（波长约为3～300μm）的主流激光光源,在大气污染监控、气体检测、太赫兹成像、生物医疗以及空间光通信等领域具有重要科学意义和应用价值。本文阐释了量子级联激光器的发展历程以及工作原理;分别重点讨论了中红外量子级联激光器在高效率、大功率、波长可调谐以及片上传感的应用等方面的研究进展,并对基于中红外量子级联激光器差频太赫兹光源和光频梳的发展进行叙述,最后进行了简要总结与展望。     

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。     

利用光电流光谱进行脉冲染料激光器波长绝对标定

可调谐激光器取代通用的波长选择元件(如单色仪或干涉仪),作为连续可调谐的单色光源与光学混频技术相结合,能够提供从真空紫外到远红外的宽阔光谱范围内的强光源,为研究原子、分子、固体和等离子体的结构提供了许多新的可能性。因此,可调谐激光器目前广泛地应用在物理、化学、     

中红外光学参量振荡器技术进展

3~5μm中红外激光器在环境污染检测、医疗、工业等领域具有重要的应用价值。本文总结了基于ZnGeP_2、MgO∶PPLN晶体的光参量振荡器(OPO)的国内外发展现状,分析了其各自不同结构系统设计的优势和发展前景。指出高功率、小体积、轻重量的光学参量振荡器是未来重要发展方向,发展的技术核心是生长更大尺寸的中红外激光晶体以及研制更高性能指标的OPO泵浦源,并对中红外激光器的发展趋势进行了展望。     

向染料激光说再见

最近,美国光谱物理公司(Spectra-Physics)研制成功一种蓝宝石-掺钛(Ti:sapphire)可调谐连续固休激光器.它的优异性能和宽广的调谐范围可以取代四种低性能的红外染料激光器.图1给出蓝宝石-掺钛激光与四种红外染料激光的调谐范围与输出功率的比较曲线.这种新型的固体激光光源使红外染料激光显得大为逊色.蓝宝石-掺钛固体激光器的突出特点是:输出功率比任何一种染料激光器的输出功率高三倍以上,而且还可以更高;在700—1000um的宽广调谐范围内,其功率输出几乎是相等的;此外它更具有染料激光所不能比拟的长寿命、使用方便以及多用性等突出优点.…     

半导体激光器在光谱研究中的应用

近年来半导体激光器的发展引人注目，已由红外波段推向可见光区，可靠性和输出功率提高而价格下降，在光谱研究方面的应用也日益广泛。文章介绍了半导体激光器的现状，频率稳定、压缩线宽和调谐波长的方法，以及半导体激光器在吸收光谱、非线性光谱、原子的冷却和光泵浦原子钟等方面的应用。