《可調諧Cr:ZnSe單頻雷射器的技術研究》是依託北京理工大學，由王慶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可調諧Cr:ZnSe單頻雷射器的技術研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王慶
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
獲得寬調諧2-3 μm的單頻雷射對實現多種氣體分子（尤其是CO2、CH4、N2O等溫室氣體分子）的差分吸收雷射雷達具有重要意義。基於Cr:ZnSe的寬發射光譜特性，本項目開展寬調諧Cr:ZnSe單頻雷射器的研究。擬採用中心波長在1908 nm的Tm:YLF雷射器或半導體雷射器泵浦Cr:ZnSe晶體獲得大功率的可調諧單頻雷射輸出，並利用CH4氣體實現其在2.4μm處的穩頻。重點對其中套用的波長調諧技術、單頻選擇技術、穩頻技術開展相關研究。項目擬採用CaF2稜鏡或者光柵（Littman結構）結合FP標準具的方法實現可調諧Cr:ZnSe單頻雷射器，並通過頻率調製技術、CH4氣體吸收池以及比例-積分-差分電路實現雷射器在2.4μm處的穩頻，驗證雷射器的實用性。可調諧Cr:ZnSe單頻雷射器可以通過頻率調諧，實現對多種氣體分子的探測，項目的研究為實現多種溫室氣體的差分吸收雷射雷達提供必要的技術儲備。
結題摘要
2-3微米的單頻中紅外雷射光源是雷射領域研究的熱點，可以被廣泛的套用於雷射雷達、光譜分析等領域，尤其是由於處在分子指紋波段，可以用於多種氣體分子（尤其是CO2、CH4、N2O等溫室氣體分子）的探測。 本課題採用1908nm雷射器作為泵浦源，Cr:ZnSe/ZnS晶體作為增益介質，獲得了連續輸出功率最高為4.12W的輸出。在功率為5.34W中心波長為1908nm雷射的泵浦下，利用Cr:ZnS晶體作為增益介質，採用CaF2單稜鏡實現了調諧範圍從2045nm到2931nm的波長連續可調諧輸出，最高輸出功率為1.72W；並在真空中獲得了從2032nm-3040nm的連續可調諧雷射輸出，調諧範圍超過了1000nm。創新設計了利用自種子注入環形腔加雙折射濾光片調諧波長壓窄線寬的方法，實現了超寬頻的單頻連續可調諧雷射輸出，通過仔細最佳化雙折射濾光片的角度，最終實現了從2338.5nm到2572.19nm的連續可調諧單頻雷射輸出，調諧範圍超過了200nm，在2357nm處實現最高為1.1W的單頻雷射輸出。該成果為Cr:ZnSe/ZnS單頻雷射器中調諧範圍最寬的輸出結果。 利用1.13 μm 雷射二極體泵浦Ho:YAG晶體，對2.1微米處的寬頻可調諧單頻雷射器開展了相關實驗研究，在輸出鏡透過率為2%的條件下，實現了雷射的可調諧單頻輸出，調諧波長範圍為2119.7 nm至2131.5 nm，在2129.6 nm處獲得最大為102mW的最大單頻輸出，該雷射器覆蓋了N2O氣體的在2.1微米處的多條吸收譜線，在 N2O氣體的探測方面具有潛在的套用價值。
