《2.79μm電光調Q超高斯光束泵浦的高效率中紅外ZGP-OPO研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王禮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：2.79μm電光調Q超高斯光束泵浦的高效率中紅外ZGP-OPO研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王禮
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中紅外雷射在光譜學、生物醫療、大氣探測、光電對抗等領域有著重要的套用。為了獲得高效率中紅外雷射輸出，本項目提出採用超高斯分布的高光束質量、高峰值功率2.79μm雷射作為ZGP-OPO泵浦源，解決目前中紅外OPO因泵浦光的非均勻分布、逆轉換及走離效應等因素導致的光光轉換效率低的問題。設計基於超高斯輸出耦合鏡的2.79μm電光調Q Cr,Er:YSGG雷射器，獲得高光束質量的超高斯分布輸出；建立超高斯分布光束泵浦OPO的理論模型，通過三波耦合方程深入分析影響參量轉換過程的物理因素，給出高轉換效率OPO系統的設計思路和理論，提高參量轉換的非線性增益，獲得光光轉換效率80%、脈衝能量40mJ的中紅外4-7μm可調諧雷射輸出。本項目的研究將為發展超高斯分布泵浦源調Q技術和高轉換效率光參量技術，拓展中紅外雷射的廣泛套用提供研究基礎。
結題摘要
中紅外雷射在光譜學、生物醫療、大氣探測、光電對抗等領域有著重要的套用。本項目採用了超高斯分布的高峰值功率2.79μm雷射作為ZGP-OPO泵浦源以獲得高效率中紅外雷射輸出，解決目前中紅外OPO因泵浦光的非均勻分布、逆轉換及走離效應等因素導致的光光轉換效率低的問題。項目設計了基於高斯輸出耦合鏡的2.79μm電光調Q Cr,Er:YSGG雷射器，獲得了高峰值功率的平頂分布輸出；利用該泵浦源雷射器進行了2.79μm泵浦的ZGP-OPO實驗研究，獲得了光光轉換效率31.2%、脈衝能量5.3mJ的中紅外4-8μm可調諧雷射輸出。轉換效率低於預期值是因為2.79μm泵浦的I型相位匹配角度與產生的閒頻光的倍頻角度很接近，且ZGP非線性係數大，使得產生的閒頻光被消耗從而降低了轉換效率，計算的相位匹配角度為該過程提供了理論依據。通過採用平頂光束泵浦光參量振盪器，發現輸出光束的能量分布有了明顯的提高，說明參量轉換過程中的逆轉換、走離效應等得到了明顯的抑制。本項目的研究為發展超高斯分布泵浦源調Q技術和高轉換效率光參量技術，拓展中紅外雷射的廣泛套用提供了研究基礎。
