中红外铌酸锂晶体光参量振荡器近年进展

周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3～5μm中红外激光源的一种选择。本文综述了中红外PPLN OPO近几年的研究情况。

基于MgO:PPLN的高重频、高峰值功率中红外光参量振荡器

报道了一种基于周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体(MgO:PPLN)的高峰值功率、纳秒宽调谐中红外光参量振荡器(Optical parametric oscillation,OPO)。采用重复频率30~50 kHz、脉冲宽度小于4 ns的高光束质量1064 nm基频光泵浦基于极化周期为29μm MgO:PPLN的OPO,当MgO:PPLN温度为80℃时获得30 kHz、脉宽1.19 ns、峰值功率48.45 kW的3.93μm激光输出。在MgO:PPLN温度区间为50~200℃时,中红外调谐输出波长为3.77~3.96μm。根据实验结果分析讨论了不同重复频率下转换效率的特点、温度调谐特性与理论分析的一致性。

中红外PPMgLN光参变振荡器技术研究

为了实现3.8μm激光输出,采用了1.064μm激光抽运周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体(MgO掺杂摩尔分数为0.05)的光参变振荡器技术,由理论分析得到1.064μm激光抽运PPMgLN实现激光输出时,输出波长与极化周期以及温度的关系曲线。实验中,当晶体周期为29.2μm、温度为400K时,实现了3.8μm激光输出;当抽运功率为35W、声光调Q频率为8kHz条件下,获得3.84μm激光输出的平均功率为3.9W,其转换效率为11.14%,激光光束质量为6.46。结果表明,该技术可以获得较高转换效率的3.8μm激光输出,有望成为中红外激光对抗的激光干扰源。

基于PPMgO∶LN晶体的连续波全光纤激光器倍频特性

高功率光纤激光器与周期性极化非线性晶体相结合的频率转换技术,是实现可见及紫外波段激光输出的有效技术手段。本文以线偏振输出的连续波全光纤化激光振荡器为基频光源,以5%(摩尔分数)氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂(PPMgO∶LN)为倍频晶体,进行了单通倍频的实验研究,测量并分析了PPMgO∶LN的温度调谐特性。控制晶体温度为26.9℃,在基频光功率为8.05W时,实现了17.84%的谐波转换效率,对应的倍频绿光功率为1.437W。

基于PPMgOLN的内腔倍频微片激光器

报道了一种采用周期性极化掺氧化镁铌酸锂（PPMgOI。N）晶体作为倍频晶体的高紧凑型微片绿光激光器。将通光长度为1．5／Tim、Nd3＋掺杂摩尔分数为1．5％的Nd：YVO4晶体和通光长度为1mm的PPMgOLN晶体光胶合在一起，端面镀相应的增透／高反膜之后构成紧凑的激光谐振腔。采用光胶合晶体作为单片激光腔，可以实现在高紧凑的体积内获得较高的输出功率。采用单管808nm激光二极管直接连续抽运，当抽运功率为1156mW时最高可获得295mw的532nm激光输出，光一光转换效率最高达25．5％，电一光转换效率达11．7％，平均光一光转换效率大于20％；2h内功率稳定度约为2．5％。激光输出光斑呈良好的高斯分布，光束发散角约为17mrad。

内腔连续波1.9μm和2.4μm双波长输出光参量振荡器

报道了一个内腔式连续波、单谐振1.9μm和2.4μm双波长激光输出的光参量振荡器(OPO)。实验采用单管半导体激光二极管(LD)抽运掺钕钒酸钇(Nd…YVO4)晶体,腔内抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂(PPMgLN)晶体,得到1.9μm和2.4μm双波长连续激光输出。在室温下,当LD功率为5.5 W时,同时获得了750mW、1.9μm波长的信号光和370mW、2.4μm波长的闲频光输出,光-光转换效率分别为13.6%和6.7%,总的转换效率达到了20%以上。测试5h,功率不稳定性小于1.8%。另外还对不同长度的PPMgLN晶体进行了阈值和转换效率的特性分析。通过输出波长稳定性测试发现,对晶体的温度进行更好地控制,可以改善波长漂移的现象。