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近红外激光泵浦的可调谐中红外固体激光器研究进展(特邀)

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光子学报 2023年第9期52卷 1-28页

作者：陈锴徐德刚贺奕焮钟凯李吉宁王与烨姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室天津300072 北京电子工程总体研究所北京100854

基于非线性光学频率变换技术的可调谐中红外激光器在光电对抗、气体检测、生物医学等应用领域有着重要价值。近红外激光,尤其是1μm激光直接泵浦的可调谐中红外激光器具有结构紧凑、调谐范围宽、稳定性高的优势。从非线性光学频率变换... 详细信息

基于非线性光学频率变换技术的可调谐中红外激光器在光电对抗、气体检测、生物医学等应用领域有着重要价值。近红外激光,尤其是1μm激光直接泵浦的可调谐中红外激光器具有结构紧凑、调谐范围宽、稳定性高的优势。从非线性光学频率变换技术的核心器件——非线性晶体出发,综述新型非氧化型晶体在可调谐中红外激光产生中的应用现状,介绍了不同晶体的光学特性及实现中红外产生的方法。针对可调谐中红外激光源的调谐范围、单脉冲能量、重复频率等关键参数,分析了不同晶体的中红外产生性能及其适用的中红外产生方法。最后对近红外激光器泵浦的可调谐中红外激光器进行了展望。

关键词：中红外激光器非线性光学频率变换光学参量放大光学参量振荡差频产生

全光纤化2.8μm中红外被动调Q激光器数值分析

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光学学报 2022年第10期42卷 99-106页

作者：王瑞张钧翔盛泉付士杰史伟姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072

提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy^(3+))的2.8μm波段的吸收截面与铒离子(Er^(3+))发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8μm掺铒氟化物光纤激光器全光... 详细信息

提出了一种实现全光纤中红外激光器脉冲运转的方法。利用氟化物玻璃中镝离子(Dy^(3+))的2.8μm波段的吸收截面与铒离子(Er^(3+))发射截面重合的特性,将掺镝氟化物光纤作为中红外波段的可饱和吸收体,实现2.8μm掺铒氟化物光纤激光器全光纤结构的被动调Q脉冲运转;通过在可饱和吸收体两端引入中心波长为3.1μm的光纤光栅,解决Dy^(3+)上能级寿命较长所导致的高泵浦功率下Dy^(3+)吸收饱和、进而导致被动调Q失效的问题。基于该结构建立了2.8μm被动调Q掺铒光纤激光器的速率方程模型,计算了可饱和吸收体的参数及其两端的谐振腔反馈条件对2.8μm激光器的脉冲运转功率和时间特性的影响。计算结果表明,通过在可饱和吸收体两端引入光纤光栅可以加快可饱和吸收体的恢复过程,使激光器能够在高泵浦功率下保持调Q脉冲运转。

关键词：激光器中红外激光器被动调Q激光器光纤可饱和吸收体掺铒光纤激光器

用于远程气体探测的双波长中红外激光器(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 153-160页

作者：吕新杰杨彬姚红权汪小涵吴悔卜令兵祝世宁南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210023 南京大学物理学院江苏南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

为了实现远程气体探测,基于由超晶格材料构成的光参量振荡器,研制了一台双波长输出的中红外激光器。该光参量振荡器通过种子注入的方式,实现了纳秒级窄线宽的中红外脉冲激光输出,重复频率为500 Hz,单脉冲能量超过1 mJ,并能够对准2.6~4.0... 详细信息

为了实现远程气体探测,基于由超晶格材料构成的光参量振荡器,研制了一台双波长输出的中红外激光器。该光参量振荡器通过种子注入的方式,实现了纳秒级窄线宽的中红外脉冲激光输出,重复频率为500 Hz,单脉冲能量超过1 mJ,并能够对准2.6~4.0μm波长范围内的NO、NO_(2)和SO_(2)的吸收峰。通过气体动态排放实验,在远程气体探测实验中对该激光器进行了验证。

关键词：光参量窄线宽光谱中红外激光器

用于远程气体探测的双波长中红外激光器（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第1期 173-180页

作者：吕新杰杨彬姚红权汪小涵吴悔卜令兵祝世宁南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京信息工程大学大气物理学院南京大学物理学院

为了实现远程气体探测，基于由超晶格材料构成的光参量振荡器，研制了一台双波长输出的中红外激光器。该光参量振荡器通过种子注入的方式，实现了纳秒级窄线宽的中红外脉冲激光输出，重复频率为500 Hz，单脉冲能量超过1 mJ，并能够对准... 详细信息

为了实现远程气体探测，基于由超晶格材料构成的光参量振荡器，研制了一台双波长输出的中红外激光器。该光参量振荡器通过种子注入的方式，实现了纳秒级窄线宽的中红外脉冲激光输出，重复频率为500 Hz，单脉冲能量超过1 mJ，并能够对准2.6～4.0μm波长范围内的NO、NO2和SO2的吸收峰。通过气体动态排放实验，在远程气体探测实验中对该激光器进行了验证。

关键词：光参量窄线宽光谱中红外激光器

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高功率中红外3.8μm激光器

强激光与粒子束 2009年第7期21卷 970-972页

作者：谢刚彭跃峰王卫民武德勇中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

采用1.06μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂(PPMgLN)晶体光参量振荡器,实现高功率高效率高重复频率3.84μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06μm激光,PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%,光参量振荡器为外腔单谐振结构,采用e→e+e相位匹... 详细信息

采用1.06μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂(PPMgLN)晶体光参量振荡器,实现高功率高效率高重复频率3.84μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06μm激光,PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%,光参量振荡器为外腔单谐振结构,采用e→e+e相位匹配,利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数。在1.06μm激光功率为73 W,声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下,获得平均功率8.3 W,波长3.84μm激光输出,光-光转换斜率效率14.1%,水平和垂直方向光束质量平方因子分别为1.94,4.57。

关键词：激光技术中红外激光器准相位匹配 PPMgLN晶体光参量振荡器

第四代半导体锑化物低维结构中红外激光器:从原理到器件

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科技纵览 2021年第10期 74-77页

作者：牛智川徐应强张宇杨成奥陈益航王天放余红光石建美中国科学院半导体研究所

半导体材料体系的迭代更新一直紧密关联着高新技术的发展.第一代半导体材料主要为硅(Si)与锗(Ge),第二代半导体材料主要为砷化镓(GaAs)与磷化铟(InP),第三代半导体材料主要为碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN).随着前三代半导体材料及由其制备... 详细信息

半导体材料体系的迭代更新一直紧密关联着高新技术的发展.第一代半导体材料主要为硅(Si)与锗(Ge),第二代半导体材料主要为砷化镓(GaAs)与磷化铟(InP),第三代半导体材料主要为碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN).随着前三代半导体材料及由其制备的典型器件相继得到广泛应用,微电子、通信、量子信息、人工智能、碳中和等高新技术获得了巨大的发展驱动力,并实现变革性突破;与此同时,高新技术的快速发展也对半导体器件的性能和功耗等提出了更高的要求,促进着半导体器件的迭代更新.因此,如何发展实现兼具高性能、低功耗、低成本的第四代半导体材料器件技术,已成为国际前沿技术领域的研究热点和重点.

关键词：半导体材料半导体器件低维结构中红外激光器器件技术锑化物人工智能量子信息

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高功率中红外激光器的进展

激光与红外 2011年第5期41卷 487-491页

作者：张冬燕王戎瑞华北光电技术研究所北京10015

中红外激光器在光谱学、遥感、医疗、环保及军事等诸多领域都有重要的应用价值和发展前景,因此已成为各国研究的热门课题。首先介绍各类中红外光参量振荡器及其泵浦源的进展,而后介绍中红外单极型量子级联半导体激光器特点和进展。

关键词：中红外激光器中红外光参量振荡器 PPLN-OPO ZGP-OPO Cr2+∶ZnSe 中红外光纤激光器中红外量子级联激光器

基于周期性畴极化反转掺镁铌酸锂晶体的新型中红外激光器研究

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基于周期性畴极化反转掺镁铌酸锂晶体的新型中红外激光器研究

作者：边莎莎浙江大学

学位级别：硕士

中红外波段激光在光电对抗、环境探测、光谱学、医学、遥感等方面都有十分重要的应用。基于准相位匹配技术的光参量振荡器是获取中红外波段激光的重要方法之一,具有调谐范围宽、结构简单、易于实现高功率高效率的激光输出、工作可靠等... 详细信息

中红外波段激光在光电对抗、环境探测、光谱学、医学、遥感等方面都有十分重要的应用。基于准相位匹配技术的光参量振荡器是获取中红外波段激光的重要方法之一,具有调谐范围宽、结构简单、易于实现高功率高效率的激光输出、工作可靠等优点。近几年随着新的非线性晶体制作技术的应用,尤其是周期性畴极化反转晶体的使用,使得基于准相位匹配技术的光参量振荡器（OPO）系统获得了巨大的发展。本论文的研究工作以周期性畴极化反转掺镁铌酸锂（PPMgLN）晶体为中心展开,分为两部分的研究工作,一是高功率的中红外激光器;二是可用于双端差分吸收雷达中的双波长中红外激光器。为了在中红外波段获得尽可能高的激光输出,需要大功率的1064 nm泵浦源,且要求泵浦源有较好的光束质量。本论文采用双端泵Nd:YVO4固体激光器作为OPO系统的泵浦源。双端泵Nd:YVO4固体激光器在25 kHz的重复频率下,获得了23.5W的激光输出,光束质量因子M2约为1.9。用该激光源作为中红外OPO的泵浦源,最终在重复频率为25kHz的条件下,在3.8μm波段获得了3.54W的激光输出。整个系统采用水冷机制冷,.稳定工作后,4小时内的不稳定性小于4%。基于气体探测的需求,通过合理设计PPMgLN晶体的畴极化反转周期,用一片晶体实现了双波长的中红外激光同轴输出。整个系统用半导体激光二极管泵浦的固体激光器作为泵浦源,重复频率为30 kHz时,泵浦功率为2.03 W。用该光源作为泵浦光,最终在3.14μm和3.34μm两个波段获得了总功率为200 mW的激光输出。

关键词：光参量振荡器 PPMgLN 中红外激光器双波长激光器

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高功率高重频中红外激光器

电光与控制 2018年第11期25卷 116-119页

作者：沈兆国郝培育翟仲军李程程张晓杰张凤霞羊毅光电控制技术重点实验室河南洛阳471000 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471000 山东华特知新材料有限公司济南250101

为了获得高功率高重频中红外激光输出,采用LD侧面泵浦技术和高重频调Q技术,获得高功率高重频窄脉宽1064 nm激光输出。通过1064 nm泵浦KTP产生高峰值功率2100 nm激光输出,并抽运ZGP晶体获得12 m J的4200 nm中红外激光输出。通过1064 nm... 详细信息

为了获得高功率高重频中红外激光输出,采用LD侧面泵浦技术和高重频调Q技术,获得高功率高重频窄脉宽1064 nm激光输出。通过1064 nm泵浦KTP产生高峰值功率2100 nm激光输出,并抽运ZGP晶体获得12 m J的4200 nm中红外激光输出。通过1064 nm分别泵浦PPLT和PPLN获得8. 3 W的2100 nm激光输出和5. 6 W的3900nm激光输出。试验结果表明:通过高重频调Q技术和LD侧面泵浦技术,可以实现高重频窄脉宽1064 nm激光输出,泵浦非线性晶体可以获得高功率高重频中红外激光输出。

关键词：中红外激光器高重频调Q 光参量振荡器双波段激光