《固體拉曼雷射器的新套用：差頻產生中紅外及太赫茲波》是依託山東大學，由叢振華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：固體拉曼雷射器的新套用：差頻產生中紅外及太赫茲波
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：叢振華
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
受激拉曼散射是實現雷射頻率變換的一種有效手段。目前拉曼雷射器主要套用在兩個方面：一、將1.3 μm附近雷射通過拉曼轉換，產生1.5 μm的人眼安全雷射。二、將1.06 μm附近的雷射進行拉曼轉換得到1.18 μm附近的雷射，通過倍頻產生590 nm附近的黃橙光。本項目對固體拉曼雷射器的一種新套用進行研究：通過對拉曼雷射器的晶體長度,輸出鏡透過率,模式匹配等的最佳化設計,產生穩定的、功率相當的基頻光和拉曼光雙波長輸出；並通過延時系統，使獲得的雙波長雷射在時間上與空間上同步；利用GaSe等差頻晶體將雙波長雷射差頻實現十幾微米中紅外或太赫茲波的輸出。本項目為十幾微米及太赫茲雷射的產生提供一種新方法，經過理論與實驗研究，掌握固體拉曼雙波長雷射器的最佳化運轉條件，獲得穩定的雙波長雷射的同步輸出，單波長輸出功率大於1 W（或單脈衝能量大於50 mJ），脈衝寬度小於10 ns。
結題摘要
我們對基於晶體拉曼散射產生雙波長雷射同步輸出，並進行差頻產生太赫茲波進行了詳盡的研究，主要研究內容和獲得結果如下：(1)研究了基於晶體拉曼轉換的Nd:YLF/BaWO4多波長雷射器，採用Nd:YLF產生的雙波長雷射同步泵浦BaWO4拉曼晶體，最終獲得1047 nm和1053 nm基頻光，1159 nm和1166 nm拉曼光的同步輸出。四個波長的輸出功率相當，都大於250 mW。並通過腔外和頻，獲得了525.0 nm、550.2 nm、551.8 nm、553.5 nm和581.5 nm五個波長的和頻光，驗證了該雷射器做為差頻雷射器泵浦源的可行性。（2）研究了基於晶體拉曼轉換的Nd:YAG/BaWO4 1.5 μm雙波長雷射器。分別LD側面泵浦方式，採用聲光調Q模式，當重複頻率為5 kHz、泵浦功率為125 W時，獲得了1.4 W的1502 nm拉曼光及0.9 W的1527 nm拉曼光雙波長輸出，對應的從雷射二極體到雙波長拉曼光的光-光轉換效率為1.8%。（3）研究了基於MgO:LiNO3晶體的雙波長雷射器的輸出特性。採用1064 nm雷射作為泵浦光，採用單縱模1070 nm雷射作為種子光，通過晶體拉曼放大的技術，獲得1064 nm雷射和1070 nm雷射的同步輸出。實驗中分別採用兩種結構，一是基於長條狀MgO:LiNO3晶體的結構，二是基於梯形MgO:LiNO3晶體的結構；分別對1064 nm泵浦光及1070 nm Stokes光的輸出特性進行研究。（4）研究了基於GaSe晶體的雙波長差頻雷射器的輸出特性。採用1.06 μm和1.07 μm的單縱模雷射作為泵浦光，採用GaSe晶體作為差頻晶體，研究了不同泵浦波長、不同相位匹配角度、不同輸入能量條件下所獲得的太赫茲波的輸出特性。（5）研究了基於MgO:LiNO3的雙波長差頻雷射器的輸出特性。採用TPO（太赫茲參量振盪器）結構，採用Nd:YAG脈衝雷射器產生的1064.16 nm雷射做為泵浦原，獲得了1.3~2.61 THz太赫茲波的可調諧輸出，泵浦能量為87.5 mJ時，獲得了746 nJ的太赫茲波輸出。（6）首次進行了基於KTP和KTA晶體，在TPO結構下產生太赫茲波的實驗研究。分析了KTP、KTA晶體在太赫茲波段的晶體特性，設計了TPO結構的KTP、KTA晶體，獲得了3~6 THz太赫茲波的有效輸出。
