基于台阶声光调Q外腔泵浦MgO:PPLN光参量振荡器的3.4μm中红外脉冲串激光器

本文报道了一种台阶声光调Q外腔泵浦MgO:PPLN光参量振荡器的3.4μm中红外脉冲串激光器.建立了基频台阶声光调Q理论模型,模拟了不同台阶调Q间隔时光子数密度随时间变化趋势,获得了台阶信号最优触发时间,确定了台阶声光调Q获得脉冲串激光输出的可能性.根据理论模拟设计台阶信号触发时间,并应用于台阶声光调Q外腔泵浦MgO:PPLN光参量振荡器的中红外脉冲串激光器实验中,在每个重复周期内声光Q开关分三次开启,获得了单脉冲包络含三个子脉冲的3.4μm中红外脉冲串激光输出.脉冲包络内子脉冲间隔为5μs,最窄脉宽为12.8 ns,脉冲包络重频为20 kHz,理论和是实验中均发现脉冲包络内子脉冲宽度逐渐增大.在最大平均输出功率为1.08 W时,1064 nm基频光与3.4μm参量光的光-光转换效率为10.05%,光束质量因子M 2为2.01.

中红外光参量振荡器的研究

3~5μm中红外激光在大气监测、医学医疗以及光电对抗等领域有着重要作用。周期极化掺镁铌酸锂(MgO:PPLN)晶体作为光学超晶格材料,具有较高的非线性系数,基于MgO:PPLN晶体的光参量振荡(OPO)技术是实现高功率中红外激光有效途径。为了获得高功率中红外激光,采用1064 nm调Q纳秒光纤激光器泵浦MgO:PPLN,实现了高功率中红外激光输出。其中,纳秒光纤脉冲激光器内部各器件以及MgO:PPLN晶体均采用国产器件。当最大泵浦功率为43.7 W,基频光重复频率为150 kHz,脉宽为120.2 ns,线宽为3.47 nm,MgO:PPLN-OPO获得最大功率为5.93 W的3817 nm激光输出,光-光转换效率为13.5%,15 min输出功率不稳定性均方根(RMS)为1.97%。实验研究了不同透过率输出镜对3817 nm激光输出的影响,并对高功率泵浦下的逆转化现象进行分析。该研究通过使用全国产激光器件,实现了基于MgO:PPLN-OPO高功率全国产化中红外激光输出,大幅降低了获得中红外激光输出所需技术门槛与成本,为高功率全国产化中红外激光器研发提供了重要的实验依据。

中红外光学参量振荡器技术进展

35μm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ZnGeP2、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。

基于MgO：APLN的1．57μm／3．84μm连续波内腔多光参量振荡器研究

报道了一种基于MgO:APLN实现1.57μm和3.84μm跨周期参量光连续输出的内腔抽运多光参量振荡器.采用1064 nm谐振腔与多光参量振荡腔折叠型复合结构,综合考虑高功率抽运下谐振腔的热稳定性及多光参量振荡过程的光斑模式匹配,通过对两个子腔谐振结构的数值模拟分析,确定了最佳腔型参数.在此基础上,进一步研究了谐振参量光透过率对振荡阈值、抽运光下转换效率、输出功率稳定性的影响,最终实现了3.13 W的1.57μm和0.85 W的3.84μm参量光输出,对应斜效率为6.8%和1.9%,输出功率稳定性分别达到了1.8%和3%.

中红外光参量振荡器发展状况分析

讨论了基于双折射相位匹配的AgGaS2 ,AgGaSe2 ,ZnGeP2 ,KTP及其同类晶体KTA光学参量振荡器(OPO)的发展状况 ;并就基于周期性极化准相位匹配的LiNbO3

连续波光参量振荡器定向红外干扰

介绍了基于光纤激光器泵浦的光学参量振荡器发展现状及其在定向红外干扰技术中的应用前景,对定向红外干扰技术的一些基本原理进行了讨论。利用自研的一台基于光纤激光器泵浦的连续波光学参量振荡器,通过周期调谐的方式分别实现3.414,3.630和3.820μm的瓦级中红外激光输出。采用这3个波长的激光对中红外热像仪进行了干扰原理性实验。对比实验结果可以得出:对于3.820μm波长的中红外激光,当其辐照的HgCdTe探测器前功率密度大于10W/cm2量级时,在传输750m距离后,热像仪实现饱和效果并且非饱和区域图像灰度级发生较大变化,达到了掩盖有用信号的目的。

1.2W中红外ZnGeP_2光参量振荡器(英文)

报导了利用Tm,Ho：GdVO4激光器抽运双谐振ZnGeP2光参量振荡器实验研究。Tm（5％），Ho（0．5％）：GdVO4晶体采用液氮制冷方式，工作在77K温度条件下。以25W波长为800nm的光纤耦合激光二极管抽运，2μm激光最大平均功率7W，脉冲宽度小于30ns．脉冲重复频率5kHz到20kHz可调。非线性频率转换晶体ZnGeP2长15mm．55°切割，OPO谐振腔为平平腔，腔长约25mm。在5W的2μm激光抽运下，脉冲重复频率10kHz。实现了信号光3．7μ及闲频光4．5μ中红外激光输出，参量光脉冲宽度为15～17ns，最大平均功率大于1．2W，光-光转换效率为20％。测量参量光输出光束全宽度远场发散角4mrad，光束质量M^2因子小于3。

3～4μm光参量振荡器中双轴晶体计算的新方法

提出了一种光参量振荡器 (OPO)中基于调谐范围中心波长处满足相位匹配条件的KTP晶体计算的新方法 ;该方法通过求出的相位匹配点对有效非线性系数进行数值计算 ,找出有效非线性系数的最大值 ,从而求出该点对应的相位角θ和方位角φ,确定出晶体的切割角 .

中红外高能量输出复合腔抽运光参量振荡器(英文)

报道了采用复合腔技术研究Nd∶YAG激光抽运LiNbO3晶体光参量振荡器(OPO)的实验研究结果。得到OPO输出单脉冲平均能量56.4mJ,闲频光(3097nm)脉冲平均能量22.8mJ,脉宽8ns,抽运光转换成参量光输出效率46%(重频1Hz^10Hz)。测得角度调谐的波长范围是:信频光1479nm^1621nm,闲频光3097nm^3793nm。

基于高品质PPMgLN器件的中红外光参量振荡器

介绍了一种基于高品质周期畴极化反转掺镁铌酸锂晶体的高效可调谐中红外固体激光器——光参量振荡器的研制情况。该晶体长40mm、厚1mm,采用高压电脉冲触发技术制作,其中氧化镁掺杂浓度为6mol%。光参量振荡器采用双向单共振结构,泵浦源为工作波长在1.064μm、线偏振的声光调Q掺钕钒酸钇激光器。当输入泵浦功率为10.6W时,光参量振荡器输出功率为4.8W,信号光的调谐范围为1.4～1.8μm,闲散光的调谐范围为2.7～4.4μm,光光转换效率大于44%。由于该类激光器的极高转换效率和方便灵活的调谐能力,非常适合于作为中红外波段的激光光源,用于各类光电对抗、激光探空雷达、大气激光雷达等系统。

板条放大器同步泵浦的宽调谐MgO:PPLN中红外光参量振荡器（英文）

搭建了Nd：YVO4／SESAM锁模激光器，采用LDA泵浦的Innoslab对其进行功率放大，最后同步泵浦MgO：PPLN实现了宽调谐皮秒中红外光参量运转。通过改变MgO：PPLN的温度和通道，实现了信号光1415-1557 nm、闲频光3362-4290 nm范围的宽调谐输出，其中最高的光光转换效率为17．5％。同步泵浦功率为16 W，脉冲重复频率为116．9 MHz时，同时获得1．33 W的1518 nm信号光和1．26 W的3558 nm闲频光输出。

光纤激光器泵浦光参量振荡器

为了获得小体积高功率3～5μm中红外激光输出，通过高重复频率驱动调Q技术和种子注入光放大技术，获得高功率高光束质量1.06μm光纤激光输出，外置起偏器获得两束激光输出，利用波片偏振旋光原理，实现两束偏振态一致的激光输出，泵浦非线性晶体PPLN进行频率变换，实现高功率3～5μm中红外激光输出。在电源输入电流60 A，调Q驱动频率50 kHz 的条件下，获得最高功率6.2 W的3.8μm中红外激光，1.06μm到3.8μm转化效率为16％。实验结果表明：通过光纤激光器泵浦光参量振荡器，可获得高功率3.8μm中红外激光输出。

中红外脉冲KTA光参量振荡器实验研究

对3~5 m中红外脉冲KTA光参量振荡器（KTA-OPO）进行了理论及实验研究,对影响转换效率的因素进行了深入分析和系统优化。采用单灯双棒、电光调Q的1.064 m Nd∶YAG激光器非共线泵浦外腔非临界相位匹配（NCPM）KTA-OPO,当重复频率1~25 Hz、泵浦能量120 mJ时,获得波长3.475μm、单脉冲能量〉17 mJ的闲频光输出,最大光光转换效率为14.3%。

高重频声光调Q Nd:YVO_4激光器2.1μm光参量振荡器

采用LD端面抽运Nd:YVO4激光器,在声光Q开关重复频率为50 k Hz、LD最大泵浦功率50 W时,获得输出功率26.37 W、脉冲宽度26.28 ns的1 064 nm激光输出。通过该系统抽运键合KTP外腔式光参量振荡器(OPO),当LD泵浦电流24 A、对应1 064 nm泵浦功率7.36 W时,实现了重频50 k Hz的2.174μm脉冲激光输出,激光平均输出功率为324 m W,激光脉宽为17.8 ns。同时,通过实验分析了不同输出镜透过率和声光调Q激光重频对1.064μm和2.1μm激光输出功率、脉宽的影响。最后通过理论值与实验测量值的对比得出,两组数据基本吻合,且2.1μm输出功率未出现饱和。

基于PPMgLN晶体的红外光参量振荡器研究

采用高压电脉冲触发反转技术自行制备了PPMgLN晶片作为非线性工作介质,实现了一台以工作波长为1.064μm的被动调Q Nd:YVO4激光器作为泵源,输出信号光波长在1.4μm^1.7μm的光参量振荡器.采用畴周期调谐和温度调谐相结合实现了输出信号光波长在1.425μm^1.69μm波段的连续调谐.在泵浦功率为8.66W,调Q频率为20 KHz时得到输出信号光和闲散光总功率为2.07W,斜率效率达到30.7%.

定向棱镜改善内腔式光参量振荡器输出性能

影响被动调Q内腔式光参量振荡器输出性能的主要因素包括谐振腔的失谐、被动调Q晶体本身存在的不稳定性及腔内泵浦光束的光强分布等。采用定向棱镜作为泵浦源谐振腔的全反射镜,实现了对谐振腔的加固设计、腔内增益的匀化及光束质量的改善。通过实验获得了输出能量11mJ,能量稳定性8%,电光效率2.6‰,脉宽6.9ns,发散角7 mrad的人眼安全激光。

中红外LiNbO_3和KTP光参量振荡器的比较研究

为选择适合中红外光参量振荡器(OPO)的非线性晶体,研究了LiNbO3和KTP光参量振荡器的特性.LiNbO3OPO采用非共线泵浦、短波长信号波腔内完全谐振以及非谐振闲频波高耦合输出结构,可调谐范围为3.0～4 5μm,最高输出能量为12mJ,能量转换效率为4 5%.由于KTP晶体在3.0～4.0μm范围内吸收严重,非临界相位匹配的KTPOPO在3 3μm最高输出能量仅为2mJ,转换效率为1%.

基于光参量振荡器的重频人眼安全激光器技术研究

对KTP-OPO的相位匹配进行了理论分析和计算,并绘制了角度调谐曲线。基于光参量振荡器,选用KTP非线性晶体,在1.57μm人眼安全激光波段进行了实验研究。将脉冲氙灯侧面泵浦Nd∶YAG 1.064μm激光应用于腔内KTP-OPO设计中,在工作频率5 Hz时,输出激光能量32 mJ,脉冲宽度7.22 ns,光-光转换效率为41%。这一结果使重频远距离人眼安全激光测距成为可能。

双波长光参量振荡器的研究进展及应用

双波长光参量振荡器是一类非常新颖的激光器件。本文阐述了双波长光参量振荡器的工作原理,并总结了双波长光参量振荡器的研究进展,探讨了双波长光参量振荡器发展中存在的技术问题,介绍了双波长光参量振荡器的应用。

3～5μm角度调谐LiNbO_3晶体光参量振荡器的技术研究

用LiNbO3作参量晶体、调QNd∶YAG( 1 .0 64μm)激光器做泵源 ,通过求出相位匹配点对有效非线性系数进行数值计算 ,找出有效非线性系数的最大值 ,从而求出该点对应的相位角和方位角 ,确定出进行角度调谐LiNbO3晶体的切割角 在理论计算过程中 ,用计算机模拟 ,得出了OPO的角度调谐曲线、有效非线性系数曲线和参量增益曲线 实验研究中实现了 3 69μm单点参量光输出 。