基于Fe2+:ZnSe微米粉末嵌入ZBLAN玻璃的4.32 μm中红外随机激光

在室温下制备了基于Fe2+:ZnSe微米粉末嵌入ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)玻璃的中红外随机激光器,随机激光的中心波长约为4.32μm。Fe2+:ZnSe微米粉末的平均晶粒尺寸为3.54 μm,XRD结果表明Fe2+:ZnSe微米粉末为立方闪锌矿结构。在2.94 μm纳秒脉冲激光泵浦下,随机激光的阈值为557.89 mJ/cm2。随着泵浦能量的增加,随机激光多纵模的特点也随之出现。泵浦能量超过阈值后,随机激光的光谱线宽为10 nm,脉冲宽度为50 ns。这项工作为获得稳定的中红外激光源提供了一种简单而经济的方法,将粉末嵌入固体基质中可以对粉末起到稳定的作用,这种方法在制备中红外光子器件和光纤激光器上具有潜在前景。     

瓦级高效率中红外全固态3.8μm连续波Fe∶ZnSe激光器

报道了瓦级高效率中红外3.8μm连续波全固态激光器。采用自行研制的波长为2.8μm的光纤激光器泵浦Fe∶ZnSe晶体,并通过液氮对晶体进行制冷,获得了中心波长为3.8μm的连续激光输出。激光器的最大输出功率为0.97 W,斜率效率达到38.6%,泵浦阈值约为0.4 W。     

室温脉冲Fe2+:ZnSe中红外激光特性研究

处于3~5m波段的激光源在遥感、环境保护、医疗、通信和红外对抗等民用和军用领域都有广阔的应用前景。Fe2+:ZnSe晶体由于在材料特性和光学特性等方面都具有明显优势,是3~5m波段极具潜力的激光介质之一。在室温条件下利用自制非链式脉冲HF激光器作为泵浦光源,对晶体直径为10 mm,厚度1 mm,Fe2+离子掺杂浓度为31019/cm3的Fe2+:ZnSe晶体进行了研究,获得了中心波长4 295 nm、最大输出能量78.8 mJ的中红外激光输出。输出激光能量相对于晶体吸收泵浦能量的转换效率为27.7%,斜率效率达28.8%。采用小角度（3）斜入射的方案很好地解决了Fe2+:ZnSe激光器谐振腔镜镀膜问题。     

中红外Fe:ZnSe激光技术最新研究进展

3~5 m中红外激光处于大气传输窗口,在分子光谱学、环境遥感、工业加工、空间通讯、光电对抗等领域有重要的应用前景。过渡金属掺杂II-VI族硫化物晶体可以直接实现中红外激光输出,是最有前途的技术途径之一。具有优良物理特性和光谱特性的Fe:ZnSe晶体是高效、宽带可调谐中红外激光介质的有力竞争者,介绍并分析了Fe:ZnSe晶体的光谱特性及其制备方法,综合评述了Fe:ZnSe激光技术的发展历程和最新研究进展,指出制备高光学质量的Fe:ZnSe晶体和研制3 m波段高效、高能窄脉冲泵浦源是发展实用室温Fe:ZnSe激光器当前面临的挑战。并对实现室温高能、高功率Fe:ZnSe激光的关键问题进行了讨论。     

焦耳级大能量中红外固体Fe∶ZnSe激光器

为实现焦耳级大能量中红外4～5μm波段激光输出,基于波长为2.94μm的Er∶YAG激光泵浦源和液氮恒温控制器,搭建了固体Fe∶ZnSe激光器实验装置,研究了温度和晶体参数对Fe∶ZnSe激光器输出时域波形及能量的影响。闪光灯泵浦的Er∶YAG泵浦激光时域波形展现出固体激光典型的弛豫振荡现象,Fe∶ZnSe激光脉冲波形与泵浦激光波形保持强相关性,且单个尖峰脉冲宽度随温度的升高而变小。在低温79 K条件下,当Er∶YAG泵浦能量为2.75 J时,实现了Fe∶ZnSe激光1.04 J大能量输出,对应的斜率效率和光光转换效率分别为36.4%和37.8%,激光中心波长为4.1μm。在热电致冷可达的240 K温度条件下,当泵浦能量为500 mJ时,Fe∶ZnSe激光的能量输出为50 mJ,激光中心波长为4.4μm。研究结果为焦耳级大能量中红外固体激光器的研制提供了参考。     

Fe2+∶ZnSe激光晶体光学吸收及激光输出性能

采用热扩散掺杂技术制备了Fe2+∶ZnSe晶体,测试晶体样品中铁离子浓度达1.27×1018cm-3。分析了Fe2+∶ZnSe晶体光谱的光学吸收特性,在室温条件下,采用2.90μm激光器泵浦Fe2+∶ZnSe晶体,获得了中心波长4.45μm,平均功率67 mW的中红外激光输出。     

Cr2+:ZnSe中红外激光器

Cr2 掺杂Ⅱ-Ⅵ族化合物在中红外波段的输出,在气体检测、遥感、通信、眼科医学、神经外科等领域有着重要的应用前景.目前已经获得了最大1.7 W的连续输出功率,18.5 W的平均脉冲功率,1100 nm的调谐范围和最窄4 ps的脉宽.对Cr2 :ZnSe连续、脉冲、随机纳米激光器以及其它的Cr2 掺杂Ⅱ-Ⅵ族化合物激光器的最新的国内外研究进展进行了综述.     

Cr2+:ZnSe的激光输出和调谐性能

Cr2 :ZnSe具有很宽的吸收带和发射带,是中红外波段优秀的可调谐激光材料.从吸收光谱、发射光谱以及角度调谐输出对Cr2 :ZnSe晶体的激光输出性能进行了研究.采用真空高温扩散法制备Cr2 :ZnSe晶体,获得了高浓度的Cr2 离子掺杂的厚1.7 mm,直径10 mm的薄片ZnSe晶体.使用中心波长2.05 μm,最大输出功率8 W的Tm离子掺杂的光纤激光器抽运,使用平凹腔结构搭建谐振腔,获得了最大平均功率1.034 W,中心波长2.367 μm,线宽10 nm的连续激光输出.利用角度调谐的方法,对Cr:ZnSe晶体的调谐性能进行了研究,在100 nm范围内获得了调谐输出.     

Fe:ZnS/ZnSe中红外固体激光器研究进展

高性能中红外激光在军事对抗、生物安全、环境科学等领域有重要的应用价值。Fe:ZnS/ZnSe具有长输出波长、宽吸收带和发射带的特点,是实现高性能、宽调谐3μm~5μm激光输出的最有效激光介质。介绍了Fe:ZnS/ZnSe的光谱和热动力学特性,评述了Fe:ZnS/ZnSe在低温和常温下激光输出性能方面的最新进展,分析了Fe:ZnS/ZnSe激光器在功率、能量提升以及室温运转方面面临的科学挑战。     

Cr2+:ZnSe激光晶体在中红外波段获得瓦级输出

中红外全固态激光器在遥感、探测、医疗和生物成像中有着重要应用,但由于激光的振荡阈值与波长的四次方成反比,因而产生中红外波段的激光需要生长出低损耗、高质量的激光晶体。Cr2 ∶ZnSe激光晶体具有宽的吸收和发射带宽、较高的激光增益,是非常有潜力的可调谐中红外激光晶体材料。采用真空高温扩散法制备Cr2 ∶ZnSe晶体,将ZnSe晶体和金属Cr粉放置在真空石英管中,扩散温度为950℃,扩散时间为10天。Cr∶ZnSe晶体呈深红色,吸收光谱如图1所示,在1776 nm处的吸收系数为13.5 cm-1。将Cr2 ∶ZnSe晶体加工成厚1.7 mm,直径10 mm的薄片,利用我…     

3.76 μm中红外激光参量振荡器

在电光调 Q,灯抽运 1.0 6 μm Nd:YAG激光抽运下 ,以 L i Nb O3 晶体为工作物质 ,利用光参量振荡技术成功实现了 3.76 μm中红外激光输出 .重复频率 5Hz时 ,单脉冲能量达 7m J.     

室温Fe~(2+):ZnSe激光器获得15mJ中红外激光输出

<正>3~5μm中红外激光器在遥感、探测、医疗和光电对抗等领域中具有重要的应用。近年来出现的Fe2+:Zn Se晶体激光技术可以直接实现3.5~5.5μm直接激射,同时具备较宽的吸收带和发射带,是实现高功率、高能、宽带调谐中红外激光器件的最有前途技术途径之一。俄罗斯列别杰夫物理研究所2013年报道了采用自     

中红外2 μm Tm∶YLF激光热效应分析

基于2 μm Tm∶YLF激光器的实际工作条件建立了各向异性激光晶体的稳态热模型,通过解析法得到了Tm晶体内温度场分布的解析表达式;模拟并分析了泵浦功率、光斑半径、晶体端面尺寸对Tm晶体内温度场分布的影响。最终得到了在不同条件下晶体内部温度分布,结果表明：掺杂浓度的增加加剧了晶体的温升,增加了晶体热畸变不均匀性,产生更明显的热效应;而晶体长度的适度增加降低了晶体的温升,缓解了晶体热畸变不均匀性,削弱了晶体的热效应。所得结论可以为LD抽运Tm∶YLF激光器的腔型及散热系统设计提供理论支持。     

ZnSe窗口10.6 μm红外增透膜的研究

设计了ZnSe材料为基底10．6μm红外增透膜。低折射率膜材为BaF2,高折射率膜材为ZnS,计算出它们各自的光学厚度。对ZnSe零件镀膜后的透过率和牢固性等性能测试表明,其光学性能和牢固性皆优。     

微米铜粉对红外、10.6 μm激光的衰减性能研究

为选择一种能够遮蔽红外与激光的烟幕干扰材料,在烟幕箱中测试了组分配比不同的微米铜粉的红外与10.6 μm激光烟幕透过率,当烟幕浓度为1.0 g·m-3时,1~3 μm,3~5 μm,8~14 μm红外的透过率均小于30%,10.6 μm激光的透过率小于20%,红光铜粉、青红光铜粉和青光铜粉对红外与10.6 μm激光的衰减能力逐渐增强;同时测试了微米铜粉对红外热像仪的干扰效果,浓度为2.0 g·m-3时,青光铜粉能够完全遮蔽红外热像仪。     

2.79 μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验研究

开展了不同重频下2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验。基于传热学理论,利用有限元法对2.79μm中红外激光辐照PbS探测器中的温度分布进行了数值分析,并比较了脉冲数目、重复频率对损伤效果的影响,分析了2.79μm中红外激光辐照PbS探测器的损伤机理,获取了相关阈值数据。研究表明,2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤机理主要以热熔融为主,在温度没有达到PbS熔点时,PbS就会发生热分解反应,析出黄色沉淀物PbO;计算得到单脉冲2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤阈值为13.03 J/cm²,且脉冲数目、重复频率对损伤效果影响很大,损伤累积效应明显。理论模型能够较好地解释PbS表面初始损伤形貌特征。     

Fe2+掺杂中红外固体激光器技术综述

总结了目前可实现中红外激光输出的技术途径,介绍了各种类型中红外激光器的优缺点。重点分析了Fe2+掺杂中红外固体激光器实现的技术途径,介绍了国际上处于技术领先水平的几个实际系统。总结了中红外激光器的技术现状和未来发展趋势。     

2.794μm高重复频率Fe2+:ZnSe被动调Q激光器脉冲特性理论分析与实验研究

3μm波段被动调Q激光可饱和吸收体的损伤阈值较低,在高峰值功率、高重复频率条件下非常容易出现损伤。理论分析了可饱和吸收体的初始透过率和输出镜的反射率对被动调Q激光输出脉冲宽度的影响。采用两种具有不同初始透过率的Fe²⁺∶ZnSe晶体进行了氙灯泵浦的Er,Cr∶YSGG激光器被动调Q实验研究。结果表明,具有低初始透过率的可饱和吸收体能够获得较低的脉冲宽度,且具有高初始透过率的可饱和吸收体能够通过提高输出镜的反射率来压缩脉冲宽度,脉冲宽度与晶体棒直径无关,实验结果与理论结果吻合。通过优化腔内布局实现了高重复频率、高峰值功率的2.794μm被动调Q激光输出,激光器在60 Hz重复频率下分别获得了单脉冲能量4.7 mJ和7.0 mJ的调Q激光输出,脉冲宽度分别为97.0 ns和72.6 ns。研究结果为被动调Q激光器的设计提供了理论指导。     

4.5 W中红外3.1 μm光纤气体激光器

在突破了高功率泵浦激光高效稳定耦合关键技术的基础上,利用～30 W的窄线宽1.5μm光纤激光放大器泵浦一段～8m长、充有300Pa乙炔的空芯光纤,实现了4.5 W的3.1μm波段中红外激光输出,这是目前中红外光纤气体激光器的最高输出功率,对应的光光转换效率(相对于泵浦源功率)约为14%。实验结果表明,光纤气体激光器具备输出高功率中红外激光的潜力。     

脉冲红外激光诱导合成氮化硅超精细粉末

本文研究用脉冲红外激光制备氮化硅超精细粉末,在400℃温度下,SiCl_4与NH_3反应,生成中间产物——Si(NH)_2,中间产物再用红外脉冲激光辐照分解成氮化硅超精细粉末。