《2.13微米脈衝單頻雷射器泵浦的窄線寬中紅外ZGP-OPO研究》是依託哈爾濱工業大學，由戴通宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：2.13微米脈衝單頻雷射器泵浦的窄線寬中紅外ZGP-OPO研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：戴通宇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中波紅外OPO作為一種寬頻可調諧雷射光源已被廣泛套用於雷射雷達、光譜學及毒氣偵測等領域。在光譜學、毒氣偵測等套用領域，中波紅外OPO在具有較高功率的同時，還應具有較窄的線寬和一定的調諧範圍，從而提高對光譜及毒氣分子的分辨能力。目前獲得窄線寬OPO常用的光譜元件窄化法和種子注入法無法使OPO同時具備高效率、窄線寬、寬調諧特性。而OPO作為一種頻率轉換器件，其泵浦光特性將直接影響OPO參量光效率、線寬等特性。本課題首次提出以2.13µm脈衝單頻雷射泵浦ZGP-OPO，壓窄ZGP-OPO參量光線寬，從根本上改善ZGP-OPO參量光光譜特性。通過最佳化2.13µm脈衝單頻Ho:YAP雷射器結構及參數，提升ZGP-OPO窄線寬脈衝泵浦源整體性能；進而通過諧振腔結構、泵浦耦合系統等的最佳化設計實現ZGP-OPO高效率、寬調諧、窄線寬中波紅外雷射輸出，以期為光譜學、毒氣偵測等領域提供一種性能優良的研究工具。
結題摘要
中紅外波段雷射處於大氣視窗進和人眼安全波段，在光電對抗、雷射遙感、雷射醫療和環境監測等方面有重要的套用價值。本課題針對雷射雷達及光譜、分子檢測等領域對窄線寬3-5μm雷射的套用需求，開展了窄線寬ZGP-OPO的研究工作。首先，針對Tm:YAP 雷射器高功率運轉時熱效應嚴重的問題，採用板條狀Tm:YAP 晶體作為雷射介質，緩解雷射晶體熱效應；利用雙凹諧振器結構補償Tm:YAP晶體熱透鏡效應；利用F-P標準具實現對Tm:YAP輸出雷射波長的控制。最終獲得了最高功率接近70W的1.94µm雷射輸出，為Ho:YLF注入鎖頻雷射器提供了雷射泵浦源。之後，以Tm:YAP雷射器為泵浦源，開展了Ho:YLF注入鎖頻雷射器的研究工作。分別設計了雙F-P標準具Tm,Ho:YLF連續單縱模主雷射器和四鏡8字環型腔Ho:YLF從雷射器，實現了Tm,Ho:YLF主雷射器2.05μm單縱模雷射輸出及Ho:YLF環型腔從雷射器連續及調Q脈衝雷射輸出。在此基礎上，設計注入鎖頻雷射器注入耦合系統，並將Tm,Ho:YLF主雷射器輸出的2.05μm單縱模種子光注入到Ho:YLF四鏡環型腔從雷射器中，利用“ramp hold and fire”技術實現了Ho:YLF雷射器的種子注入鎖定。在100Hz重複頻率條件下，獲得了單脈衝能量4.3mJ、脈衝寬度58ns的2.05µm脈衝單頻雷射。最後，利用Ho:YLF注入鎖頻雷射器可獲得近傅立葉轉換極限線寬2μm脈衝雷射輸出的特點，以2.05μm單摻Ho:YLF注入鎖頻雷射器為泵浦源泵浦ZGP-OPO，採用壓縮ZGP-OPO泵浦光線寬的方式實現了ZGP-OPO參量光線寬的壓縮，獲得了脈衝能量0.3mJ、線寬5nm的3.01μm中紅外雷射，從而為獲得窄線寬中紅外雷射提供了一種新的技術途徑。
