内腔式KTP OPO输出2.7μm激光实验研究

提出了一种用2.7 μm激光Ⅱ类匹配方式泵浦ZnGeP2(ZGP)OPO输出红外激光的新方案,该方案与传统方法相比具有更多优点.实验研究了内腔式KTP OPO输入2.7μm激光,最大输出能量约为2mJ,总的电光效率为0.01%,斜效率为0.03%,能量稳定度为±7%.测量了泵浦光与信号光的和频光的波长及时间波形,由此也...     

基于ZnGeP2光参量振荡器的长波红外双波段调谐实验研究

文中报道了一种基于ZnGeP₂ (ZGP) 的纳秒宽调谐长波红外光参量振荡器(optical parametric oscillation, OPO)。采用重复频率50 Hz、脉冲宽度小于10 ns的1064 nm基频光泵浦基于Ⅱ类相位匹配KTP的光参量振荡器产生2.1 μm激光,进而泵浦基于Ⅰ类相位匹配的ZGP光参量振荡器产生7~11 μm长波红外输出。通过对ZGP的角度调谐获得了2.815~2.963 μm连续可调谐信号光,对应闲频光波长连续可调谐范围为7.82~9.08 μm。通过泵浦波长调谐的方式,当采用2107.13~2153.95 nm范围内的激光泵浦ZGP-OPO,获得了信号光波长范围为2.624~2.662 μm和2.745~2.956 μm的连续可调谐输出,对应闲频光范围为7.94~9.07 μm和10.20~10.82 μm。闲频光波长为8.03 μm、能量为0.8 mJ时,ZGP-OPO的泵浦光至闲频光转换效率9.4%。     

非线性光学晶体材料GaSe激光参数的模拟计算

对红外非线性光学晶体GaSe的非线性性质进行了研究.计算模拟了1.064 μm、2.05 μm、2.79 μm泵浦情况下Ⅰ、Ⅱ类相位匹配情况下GaSe晶体的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和泵浦波波长的关系.同时计算了晶体激光光参量震荡和倍频波波长和相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角的关系.对计算结果进行了分析比较.所得结果对于GaSe晶体用于特定波长激光器设计新波段提供了理论依据.     

窄线宽1064 nm掺镱光纤激光器泵浦MgO:PPLN中红外光学参量振荡器研究

提出了一种基于1064 nm掺镱光纤激光器泵浦MgO:PPLN的3.83 μm中红外光学参量振荡器。基于单谐振光学参量振荡器的阈值理论和线宽压窄前后的光束能量集中性理论,分析了不同泵浦光束聚焦深度下,谐振腔内光束分布情况以及线宽调制前后能量的不同集中程度对阈值和光-光转换效率所产生的影响。通过采用单个光纤布拉格光栅的方式压窄了泵浦光线宽,对比分析了在不同占空比下,泵浦光线宽压窄前后对中红外光学参量振荡器输出特性的影响。当泵浦功率为18 W,脉冲激光占空比为0.2%,脉宽为100 ns,泵浦光线宽为2.5 nm时,MgO:PPLN中红外光学参量振荡器获得功率为1.42 W的3.83 μm激光输出,光-光转换效率为7.9%。将线宽压窄到0.1 nm后,脉宽为2 ns,MgO:PPLN中红外光学参量振荡器获得最高功率为1.98 W的3.83 μm激光输出,光-光转换效率为11%,光束质量M2=1.89;同时相比于线宽压窄前激光输出效率提高了39.2%。     

中红外宽调谐连续Nd∶YVO4/PPMgLN光学参量振荡器研究

采用连续Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,在室温下实现了PPMgLN晶体准相位匹配,获得了连续内腔光学参量振荡.获得的光参量阈值仅为3 W (808 nm);在泵浦光功率为5W、PPMgLN极化周期为31.5 μm时,获得了365 mW、2.95 μm的中红外连续激光输出和312mW、1.66 μm信号光输出,总光光转换效率达到13.3％.通过改变晶体周期,实现了2.95～4.16 μm闲频光和1.43～1.66 μm信号光的宽带可调谐输出.此连续中红外光参量振荡器结构简单紧凑,效率高,将是未来产生3～5μm中红外激光光源的重要方法之一.     

2．6～2．8μm KTP OPO实验研究

为了得到2.7 μm波段可调谐激光辐射,设计了信号光单谐振荡KTP光参量振荡器(OPO),给出了KTP OPO II(B)类相位匹配方式下的角度调谐曲线、有效非线性系数.KTP晶体切割角为θ=62°,ψ=0°,有效非线性系数为-2.97 pm/V.利用该KTP OPO实现了2.6～2.8 μm波段范围可调谐激光输出,用脉宽为16 ns的基模高斯光束1.064 μm激光泵浦得到了最大能量578 μJ,能量转换效率达1.7%.     

206～2．8μm KTP OPO实验研究

为了得到2.7 μm波段可调谐激光辐射,设计了信号光单谐振荡KTP光参量振荡器(OPO),给出了KTP OPO II(B)类相位匹配方式下的角度调谐曲线、有效非线性系数.KTP晶体切割角为θ=62°,ψ=0°,有效非线性系数为-2.97 pm/V.利用该KTP OPO实现了2.6～2.8 μm波段范围可调谐激光输出,用脉宽为16 ns的基模高斯光束1.064 μm激光泵浦得到了最大能量578 μJ,能量转换效率达1.7%.     

II类非临界相位匹配下近红外波段的差频产生器

报道了一个利用差频技术(DFG)产生近红外的装置。在此系统中1.064 μm半导体激光器作为信号光和0.56~0.71 μm染料激光器作为泵浦光,通过三硼酸锂晶体(LBO)在非线性相互作用下产生较高功率的可调谐近红外激光,其波长范围为1.4~2.2 μm。通过温度调谐非临界相位匹配(NCPM)技术,在II类相位匹配方式下实现差频发生器。其平均输出功率为35 mW以上。在1.6 μm近红外波段激光的转化效率可达到12.2%,具有宽调谐、窄线宽的特点,具有较为广泛的应用范围。     

非线性光学晶体材料GaSe激光参数的模拟计算

对红外非线性光学晶体GaSe的非线性性质进行了研究.计算模拟了1.064μm、2.05μm、2.79μm泵浦情况下Ⅰ、Ⅱ类相位匹配情况下GaSe晶体的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和泵浦波波长的关系.同时计算了晶体激光光参量震荡和倍频波波长和相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角的关系.对计算结果进行了分析比较.所得结果对于GaSe晶体用于特定波长激光器设计新波段提供了理论依据.     

双波长钛氧磷酸钾内腔光学参量振荡激光器

为实现1.06 μm波长激光向人眼安全1.57 μm激光的能量转移,同时在输出光束中保留原1.06 μm波长的泵浦光,以得到双波长激光的混合输出。本文从光参量振荡器(OPO)的基本原理出发,对磷酸氧钛钾(KTP)晶体的光学参量振荡(OPO)获得重频双波长激光输出的过程进行了理论分析和实验研究。采用内腔OPO(IOPO),工作在重频20 Hz下,获得了1.57 μm和1.06 μm双波长激光混合输出能量大于38 mJ,其中1.57 μm波长信号光20 mJ,脉宽5 ns;1.06 μm泵浦光18 mJ,脉宽6 ns,并且波形未出现外腔OPO所观察到的中央凹陷,实验结果与理论分析相吻合。     

临界相位匹配砷酸钛氧钾光参量振荡器研究

为得到3~5 μm的中红外输出,对非共线泵浦砷酸钛氧钾（KTA）的临界相位匹配（θ=41.4°,φ=0°）光参量振荡器（OPO）进行了理论分析及实验研究。当以电光调Q的Nd∶YAG激光器泵浦KTA-OPO时,对应输出为3.75 μm的中红外激光,重复频率为1~25 Hz,最高输出单脉冲闲频光能量≥4.5 mJ。     

高效率可调谐光参量振荡器输出线宽的理论研究

以三倍频声光Q开关Nd :YAG激光器作为泵浦源 ,系统分析了在Ⅰ型、Ⅱ型相位匹配情况下各种物理机制对CsLiB6 O1 6 光参量振荡器输出线宽的影响。结果表明 ,泵浦光束的发散角和自发辐射对输出线宽影响较大 ;光参量振荡器获得窄线宽的有效而简单的方式是Ⅱ型相位匹配     

双波长输出KTP光学参量振荡器

随着人眼安全激光器在军事上的广泛应用,光电对抗需要一种能够同时输出一定能量1.5x μm激光和1.06 μm激光的OPO装置.对OPO装置的工作物质、系统结构和各项参数进行设计,并研制出1.57μm激光和1.06 μm双波长非临界相位匹配KTP光学参量振荡器(OPO).使用Nd:YAG激光器1.06 μm激光泵浦,获得12 mJ/Pulse的1.57μm激光和57 mJ/Pulse的1.06μm激光,重复频率为1 Hz,单谐振效率达到15%,光束发散角约为3 mrad.     

高转换效率单谐振连续波近红外光学参量振荡器

提出了一种高功率及高转换效率的可调谐连续波近红外外腔单谐振光学参量振荡器。为了获得短波段近红外可调谐激光光源,基于准相位匹配晶体的光学参量振荡技术是其中一项有效的技术手段。光学参量振荡器采用连续波532 nm激光器作为泵浦源,掺杂氧化镁的周期性极化化学计量比钽酸锂（MgO:sPPLT）晶体作为准相位匹配晶体,通过在周期调谐的基础上再结合温度调谐的组合调谐方式,在8.3~8.6 μm的4个极化周期内实现了信号光807~879 nm和闲频光1352~1567 nm近红外宽波段的无跳模可调谐激光输出。通过闲频光单谐振设计,当泵浦功率5.4 W时,在8.6 μm周期处,获得了3.1 W的821 nm的近红外信号光输出,实现了57.4%的信号光光-光转换效率。当泵浦功率达到13.6 W时,在8.6 μm周期处,获得了6.8 W的高功率输出。     

磷化硅镉晶体光学参量振荡角度调谐范围分析

理论计算了泵浦波长1.064μm、1.55μm、1.98μm、2.05μm 和2.50μm 下,CSP 晶体Ⅰ类和Ⅱ类两种匹配方式的角度调谐曲线。分析了 CSP 晶体在不同泵浦波长光学参量振荡下,激光输出波长与相位匹配角之间的对应关系。研究表明：（1）波长1.064μm 泵浦时,CSP晶体Ⅰ类匹配可实现6.0～6.5μm 波长激光输出,角度调谐范围为79.6°～90.0°;（2）波长1.55μm、1.98μm、2.05μm 和2.50μm 泵浦时,CSP 晶体均可实现波长3.0～5.0μm和6.0～9.0μm 激光输出。     

基于ZGP晶体中红外脉冲光参量振荡器研究

为了获取中红外激光,通过采用电光调Q和Nd:YAG激光器腔内KTP-OPO技术,选用磷锗锌晶体(ZGP),构建实验装置,对中红外脉冲光参量振荡器进行了实验研究.研究结果表明,通过调节磷锗锌晶体(ZGP)的相位匹配角度,可获得3～5 μ m的中红外激光输出,满足ZGP OPO非线性效应能量守恒方程,为光参量振荡器的应用提供了科学依据.     

宽调谐高效率声光调Q Nd∶YVO4/PPMgLN光学参量产生器

利用声光调Q的Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,在室温下,实现了PPMgLN晶体准相位匹配光参量输出。光参量阈值仅为0.5 W(20 kHz,75 ns);在泵浦光2.25 W(20 kHz,52 ns),PPMgLN极化周期31.4μm时,获得了426.1 mW 3.03μm中红外脉冲激光输出;同时获得646.7 mW1.64μm信号光输出,总光光转化效率达到47.6%。并且通过改变晶体的极化周期,实现了闲频光3.03～4.49μm,信号光1.40～1.64μm宽带可调谐输出。     

基于内腔的KTP光参量振荡器的腔型结构研究

实验通过设计合适的光参量振荡器(OPO)腔型结构,实现了内腔OPO的脉冲输出。采用电光调Q方式、闪光灯泵浦Nd∶YAG晶体实现高光束质量的1.064 μm基频光对Π类非临界相位匹配KTP晶体进行激发,产生1.57 μm人眼安全波段激光。对OPO 的输出波形、输出能量进行测量。在不同腔镜曲率半径下分别对OPO输出能量进行测量,绘制成泵浦电压与输出能量之间的关系,在反射镜曲率半径8 m时得到最大光-光转换效率为14.2%。这与软件模拟的实验结果一致。     

LD抽运Nd:YVO41.34μm激光器及其热效应研究

研究了激光二极管(LD)抽运Nd:YVO4连续波1.34 μm激光器在不同腔长时的输出特性,通过计算晶体中的振荡光光斑大小随泵浦功率的变化,分析了1.34 μm激光输出的热透镜效应对腔稳定性和激光输出特性的影响,为1.34 μm激光谐振腔的优化设计提供了基本的理论依据.实验中采用简单的平-凹腔结构,泵浦功率为7.56 W时,得到2.39 W的连续波1.34 μm激光输出,最大斜效率为36.5%,光-光转换效率为31.7%.     

紧凑型人眼安全OPO激光器

提出了OPO与泵浦源激光器共用一个谐振腔的新型结构,保证了OPO谐振腔和基波谐振腔的腔模最佳匹配,OPO光束质量得到了很大提高。泵浦源激光器,采用布氏角切割的Cr∶YAG晶体作为被动Q开关,定向棱镜作为谐振腔全反镜,使得整个OPO激光器具有结构紧凑、抗失调能力强的特点。1. 57μm激光的输出能量8mJ、发散角5. 5mrad、重复频率1 /6Hz。