基于ZGP晶体中红外脉冲光参量振荡器研究

为了获取中红外激光,通过采用电光调Q和Nd:YAG激光器腔内KTP-OPO技术,选用磷锗锌晶体(ZGP),构建实验装置,对中红外脉冲光参量振荡器进行了实验研究.研究结果表明,通过调节磷锗锌晶体(ZGP)的相位匹配角度,可获得3～5 μ m的中红外激光输出,满足ZGP OPO非线性效应能量守恒方程,为光参量振荡器的应用提供了科学依据.     

基于单谐振光参量振荡器产生可调谐中红外双频激光的研究

采用1 064 nm双频连续激光泵浦基于周期极化铌酸锂晶体的单谐振光参量振荡器实现了双频中红外激光输出,通过调节晶体的温度和极化周期,实现了输出波长在3～3. 8μm范围可调谐.双频中红外激光的拍频与泵浦光拍频相同,调谐范围为125～175 MHz.在泵浦光功率为6. 9 W,晶体极化周期30μm,晶体温度75℃时实现了1. 25W的双频中红外激光输出,泵浦光-闲频光的最高转换效率为18. 2%.通过调节双频激光的功率比,可以改变输出中红外双频激光的调制深度.     

中红外高能量输出复合腔抽运光参量振荡器

报道了采用复合腔技术研究Nd:YAG激光抽运LiNbO₃晶体光参量振荡器(OPO)的实验研究结果。得到OPO输出单脉冲平均能量56.4mJ,闲频光(3097nm)脉冲平均能量22.8mJ,脉宽8ns,抽运光转换成参量光输出效率46%(重频1Hz～10Hz)。测得角度调谐的波长范围是:信频光1479nm～1621nm,闲频光3097nm～3793nm。     

光纤激光器泵浦光参量振荡器

为了获得小体积高功率3~5μm中红外激光输出,通过高重复频率驱动调Q技术和种子注入光放大技术,获得高功率高光束质量1.06μm光纤激光输出,外置起偏器获得两束激光输出,利用波片偏振旋光原理,实现两束偏振态一致的激光输出,泵浦非线性晶体PPLN进行频率变换,实现高功率3~5μm中红外激光输出。在电源输入电流60 A,调Q驱动频率50 kHz的条件下,获得最高功率6.2W的3.8μm中红外激光,1.06μm到3.8μm转化效率为16%。实验结果表明:通过光纤激光器泵浦光参量振荡器,可获得高功率3.8μm中红外激光输出。     

长波红外CdSe光参量振荡器

长波红外波段的激光在大气中能够低损耗传输,这就使得长波红外激光具有广泛应用的天然优势,其中长波红外激光可用作红外光电对抗光源,特别是随着长波红外探测器的发展,其对相应波段的对抗光源的需求与日俱增。为此设计并搭建波长为2.05μm Ho∶YLF激光来泵浦长波CdSe光参量振荡器的实验装置,该装置可以输出峰值波长为12.5μm的高重频长波红外激光。激光器在重复频率5 kHz情况下的平均功率最高达526 mW,Ho∶YLF激光到长波激光的光光转换效率为1.46%,斜效率为23.4%,激光单脉冲宽度为24.4 ns,单脉冲能量为0.1 mJ,单脉冲峰值功率为4.3 kW,X方向的光束质量因子为4.3,Y方向的光束质量因子为3.2。     

中红外脉冲KTA光参量振荡器实验研究

对3~5 m中红外脉冲KTA光参量振荡器（KTA-OPO）进行了理论及实验研究,对影响转换效率的因素进行了深入分析和系统优化。采用单灯双棒、电光调Q的1.064 m Nd∶YAG激光器非共线泵浦外腔非临界相位匹配（NCPM）KTA-OPO,当重复频率1~25 Hz、泵浦能量120 mJ时,获得波长3.475 μm、单脉冲能量>17 mJ的闲频光输出,最大光光转换效率为14.3%。     

中红外光参量振荡器发展状况分析

讨论了基于双折射相位匹配的AgGaS2,AgGaSe2,ZnGeP2,KTP及其同类晶体KTA光学参量振荡器(OPO)的发展状况;并就基于周期性极化准相位匹配的LiNbO3 光学参量振荡器技术进行了分析。     

中红外飞秒双谐振光参量振荡器的腔长调谐（特邀）

超快双谐振光参量振荡器（DRO）在宽带中红外频率梳产生、中红外超短脉冲产生等领域有较大的应用前景。由于信号光与闲频光均在腔内振荡,DRO呈现出很多同单谐振光参量振荡器（SRO）所不同的工作特性。其中,在简并附近的腔长调谐特性是DRO中最具有代表性的特点。随着腔长的改变,DRO会在非简并、近似简并以及完全简并态之间切换状态。为具体分析腔长调谐对简并附近DRO工作状态的作用,文中基于数值仿真,对常用泵浦条件下,低色散飞秒泵浦DRO的腔长调谐特性进行了系统的研究与总结,并对相关特性的产生原因进行了理论分析。     

3.705 μm紧凑型光参量振荡器

报道了一种基于工程应用的3.705 μm紧凑型高稳定性光参量振荡器。采用半导体制冷、强制气体对流冷却和热管导热技术相结合的方式,对主振荡功率放大结构的掺Yb光纤泵浦模块泵浦过程中产生的废热进行有效管理,再将经过耦合后的泵浦光注入到使用温控炉精确控温的PPMgLN晶体,在重复频率为55.56 kHz时,获得了功率不稳定度优于1.5%的1.78 W,脉冲宽度120 ns,峰值波长3.705 μm的线偏中红外激光输出,光光转换效率为12.6%。     

The tandem optical parametric oscillator

We report the theoretical analysis of a tandem optical parametric oscillator (TOPO) in which the principal OPO generates a signal which pumps a secondary OPO. The signal produced by the principal OPO is resonated in a high-Q cavity containing both nonlinear crystals. This cavity also has low Q for the signal of the secondary OPO. The two OPO's are singly resonant, since neither idler is resonated. We show that the useful output, consisting of the two idlers and the signal of the secondary OPO, can be produced with high efficiency over a large dynamic range in the pump intensity. As an example, we discuss modeling in three space dimensions of a Nd:YAG-pumped monolithic TOPO based on periodically poled LiNbO₃. This TOPO could generate three infrared wavelengths in high-transmission bands of atmospheric water vapor     

发展中的光参量振荡器技术

本文介绍了光参量振荡器的发展历史，详细的论述了各种光参量顺最新进展状况，并分析了其可能的发展趋势。     

Barium borate optical parametric oscillator

Experimental results of the first BaB₂O₄ optical parametric oscillator (OPO) are presented. The pump source was the second harmonic output of a Q-switched TEM₀₀ mode Nd:YAG laser. The OPO had 1 mJ output energy with a peak power of 80 kW in a tuning range from 0.94 to 1.22 μm     

Threshold of the optical backward-wave parametric oscillator

We present a discussion of the threshold condition for the optical backward-wave parametric oscillator, taking into account diffraction due to the finite transverse extent of the fields, and using three transverse modes of both the forward- and backward-wave fields. The coupled differential equations are solved numerically, and the threshold is obtained by minimizing the pump field with respect to the parameters of the forward- and backward-wave fields. Denoting the confocal parameters byb_{1}, b_{2}, and b3for the backward, forward, and pump waves, respectively, and if the length of the crystal is 1, we find that for1/b_{3} geq 2, we may setb_{1} = b_{2} =b_{3}. For most purposes, the phase-matching condition may be taken ask_{2} = k_{1} + k_{3}. Also, when calculating the threshold, it is adequate to consider only the two lowest order transverse modes of the forward-and backward-wave fields.     

双轴晶体KTP光参量振荡器

本文给出了角度调谐KTP光参量振荡器(OPO)的实验结果。采用调QNd:YAG激光器的二次谐波(0.532μm)作为OPO的泵浦源。测到的最大输出能量为19.5mJ,相应的能量转换效率大子19％。调谐范围为0.96～1.2μm。     

KTP单共振光学参量振荡器

本文报道Nd:YAG激光器的二次谐波泵浦的KTP光学参量振荡器的实验结果。实验获得了1.46～1.78μm的单共振参量振荡输出。最高输出能量达15mJ/脉冲,最高量子转换效率为14％。     

双波长输出KTP光学参量振荡器

随着人眼安全激光器在军事上的广泛应用,光电对抗需要一种能够同时输出一定能量1.5x μm激光和1.06 μm激光的OPO装置.对OPO装置的工作物质、系统结构和各项参数进行设计,并研制出1.57μm激光和1.06 μm双波长非临界相位匹配KTP光学参量振荡器(OPO).使用Nd:YAG激光器1.06 μm激光泵浦,获得12 mJ/Pulse的1.57μm激光和57 mJ/Pulse的1.06μm激光,重复频率为1 Hz,单谐振效率达到15%,光束发散角约为3 mrad.