《固體反斯托克斯拉曼雷射器的特性研究》是依託天津理工大學，由王聰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：固體反斯托克斯拉曼雷射器的特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王聰
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
受激拉曼散射是實現雷射頻率變換的一種有效手段，包括頻率下轉換的斯托克斯散射和頻率上轉換的反斯托克斯散射。近年來，基於斯托克斯散射的固體拉曼雷射器成為了研究的熱點，然而其輸出波長仍然有限，還遠不能滿足套用需求。因此，固體反斯托克斯雷射器的研究有同樣的必要性。到目前為止，國際上對固體反斯托克斯雷射器的研究仍然比較少，且轉換效率均比較低（納秒脈衝＜2%）。由於反斯托克斯光波長由泵浦光和拉曼介質決定，因此通過調整泵浦光，改變拉曼介質可以進一步拓展雷射波長。另外，反斯托克斯散射過程會吸收介質中的熱量，該效應為減弱拉曼雷射器中的熱效應提供了另外一種思路。本項目在對固體反斯托克斯雷射器進行了一定研究的基礎上，將從理論和實驗兩方面研究提高納秒脈衝反斯托克斯雷射器轉換效率的方法，並實現由泵浦光和一階斯托克斯光共線相互作用獲得反斯托克斯雷射輸出。該研究為雷射頻率變換提供了一種新的思路，並可為後續研究打下基礎。
結題摘要
利用固體拉曼介質的受激拉曼散射進行頻率轉換是擴展現有光譜範圍的一種有效途徑，基於頻率下轉換的反斯托克斯散射可以進一步填補光譜區的空白，本項目研究的固體反斯托克斯雷射器是獲得較高能量和峰值功率新波段的一種有研究前景的手段。本項目從以下三方面進行了研究：為了解決相位匹配時泵浦光和斯托克斯光光束的空間走離，計算了常用拉曼晶體共線產生反斯托克斯光時的相位匹配角，實驗上採用1064nm雷射作為泵浦光，YVO4晶體作為拉曼晶體，實現了外腔泵浦的共線反斯托克斯雷射器，獲得了波長為972nm的反斯托克斯雷射的輸出，反斯托克斯光的最大脈衝能量為0.3mJ，相應的泵浦光-反斯托克斯光轉換效率為0.38%。為了解決以往研究中的泵浦光和斯托克斯光脈衝時間延遲問題，採用斯托克斯光種子注入的方法實現了反斯托克斯雷射輸出，泵浦光脈衝和斯托克斯脈衝時間上的重合大於90%。理論上，對平面波近似下的內腔式反斯托克斯雷射器的速率方程進行了歸一化處理，通過數值求解了歸一化速率方程組，得到描述內腔式反斯托克斯雷射器運行的一組普適理論曲線，分析了複合歸一化變數對內腔式反斯托克斯雷射器性能的影響.通過實驗數據對歸一化理論進行了驗證，結果表明，從歸一化理論出發所估計出的內腔式反斯托克斯雷射器的單脈衝能量、脈衝峰值功率和脈衝寬度與實際測量數據相符，證明了所提的歸一化速率方程組模型的正確性和可行性。
