《全固態調Q鎖模光參量振盪中紅外雷射特性研究》是依託濟南大學，由王靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全固態調Q鎖模光參量振盪中紅外雷射特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王靜
- 依託單位：濟南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全固態3-5μm中紅外波段雷射，位於大氣視窗，具有廣泛的套用。光學參量振盪（OPO）是產生該波段雷射的重要手段之一，調Q、連續波鎖模OPO雷射特性的研究較為廣泛。與調Q、連續波鎖模雷射相比，調Q鎖模雷射具有更高的峰值功率，因此，調Q鎖模雷射泵浦的OPO有望獲得更高的轉換效率和更高的峰值功率。本項目擬利用調Q鎖模雷射作泵浦源，優良的KTA作為非線性晶體，採用複合內腔和四鏡線型腔，設計OPO腔長與基頻雷射諧振腔長，實現同步泵浦並使中紅外閒頻光的重複率依賴於基頻光，實現OPO的3.3-4.8μm閒頻光單諧振輸出。探索調Q鎖模雷射泵浦OPO產生中紅外雷射的機理，揭示高效率、高峰值功率3-5μm OPO調Q鎖模雷射產生的基本原理，研究OPO中紅外調Q鎖模雷射的運轉規律和輸出參數的最佳化特性，為高效率、高峰值功率3-5μm調Q鎖模雷射的實現提供規律性依據，進一步拓展中紅外鎖模雷射的套用。
結題摘要
位於大氣傳輸視窗的3-5μm中紅外波段雷射在軍事、民用等方面具有重要套用。以近紅外作為基頻光源，光學參量振盪器（OPO）能夠實現此波段的閒頻光輸出。本項目研究了連續鎖模、調Q鎖模泵浦OPO的中紅外輸出特性。 在實驗上，由於基頻光性質對OPO的運轉至關重要，首先對近紅外調Q、鎖模的固體雷射器和光子光纖雷射器的特性最佳化方面做了研究工作，對下一步研究的開展做了準備；其次，採用LD泵浦的、主動調製+被動鎖模的釹離子雷射器作為基頻光源，技術成熟的KTA晶體作為非線性晶體，通過調節基頻雷射腔和OPO腔長度匹配，實現了調Q鎖模泵浦的中紅外OPO短脈衝輸出。主動調Q開關有電光（EO）和聲光（AO），飽和吸收體包括Cr:YAG和半導體飽和吸收鏡（SESAM）。通過對實驗數據的測量分析，得到了以下結論：一、調Q鎖模泵浦的OPO具有更高的峰值功率；二、相比於外腔，內腔具有更高的基頻光光子數密度，因此內腔OPO具有更高的轉換效率。 在理論方面，探索了鎖模雷射泵浦OPO產生中紅外雷射的機理，將光強起伏機制引入動力學理論並首次給出了描述鎖模泵浦的OPO的速率方程，電腦編程並得到了數值解，理論值與實驗值契合較好。 項目在基頻光源實驗最佳化、OPO的腔型實驗設計、動力學理論等方面對調Q鎖模泵浦的OPO的輸出特性做了研究，為高效率、高峰值功率3-5μm調Q鎖模雷射的實現提供了規律性依據，進一步拓展中紅外鎖模雷射的套用。
