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中红外激光技术及其进展

中红外激光技术及其进展

室温脉冲Fe^(2+):ZnSe中红外激光特性研究

2006年全国光电技术学术交流会

作者：卞进田聂劲松孙晓泉电子工程学院光电系

3～5μm波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用。文中简要介绍了产生中红外激光的各种方式,并分析其优缺点,从两个方面综述了中红外激光源的进展情况。首先介绍了半导体量子级联激光器、固体激光器、自由电子激光器、化学激光器、... 详细信息

3～5μm波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用。文中简要介绍了产生中红外激光的各种方式,并分析其优缺点,从两个方面综述了中红外激光源的进展情况。首先介绍了半导体量子级联激光器、固体激光器、自由电子激光器、化学激光器、气体激光器等线性光学方法产生中红外激光的进展;然后对基于物质二阶非线性作用产生中红外激光的光学倍频、差频和光参量激光器的进展进行了介绍;最后指出了中红外激光技术的发展方向。

关键词：中红外激光线性光学非线性光学

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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红外与激光工程 2018年第10期47卷 85-89页

作者：孔心怡柯常军吴天昊杭寅中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

处于3~5μm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。Fe^(2+):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3~5μm波段极具潜力的激光介质之一。在室温条件下利用自制非... 详细信息

处于3~5μm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。Fe^(2+):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3~5μm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,Fe^(2+)离子掺杂浓度为3×1019/cm3的Fe^(2+):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Fe^(2+):ZnSe激光器谐振腔镜镀膜问题。

关键词：中红外激光 Fe^2+:ZnSe晶体脉冲HF激光小角度斜入射泵浦

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2～5μm高功率氟铟基传能光纤

中国激光 2024年第11期 413-417页

作者：赵文凯张龙飞王在洋刘瑞特胡琳佳姜益光张龙中国科学院上海光学精密机械研究所红外光学材料研究中心

2～5μm波段包含了“大气传输窗口”和众多分子的“指纹吸收峰”，是尖端中红外光学系统的核心工作频谱之一。氟铟基玻璃光纤在该波段具有较低的传输损耗和较高的激光损伤阈值，是众多中红外光学系统的主选传能介质。中国科学院上海光... 详细信息

2～5μm波段包含了“大气传输窗口”和众多分子的“指纹吸收峰”，是尖端中红外光学系统的核心工作频谱之一。氟铟基玻璃光纤在该波段具有较低的传输损耗和较高的激光损伤阈值，是众多中红外光学系统的主选传能介质。中国科学院上海光学精密机械研究所红外玻璃与光纤团队经过多年努力，发展了具有自主知识产权的氟铟基玻璃光纤产品研制平台，初步实现了氟化物光纤的国产化替代。

关键词：材料氟铟基光纤传能光纤中红外激光

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利用中红外激光产生单个阿秒脉冲的理论研究

中国激光 2010年第5期37卷 1213-1217页

作者：杜小杰周效信李鹏程西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

采用中红外(MIR)激光和紫外(UV)场所构成的组合场作为产生阿秒脉冲的驱动光源,利用分裂算符方法求解了一维模型氦原子在强激光场中的含时薛定谔方程,获得了由波长为1400 nm和78 nm形成的组合场驱动氦原子产生的高次谐波谱和阿秒脉冲,并... 详细信息

采用中红外(MIR)激光和紫外(UV)场所构成的组合场作为产生阿秒脉冲的驱动光源,利用分裂算符方法求解了一维模型氦原子在强激光场中的含时薛定谔方程,获得了由波长为1400 nm和78 nm形成的组合场驱动氦原子产生的高次谐波谱和阿秒脉冲,并通过调节组合场中两束激光的时间延迟,提高一个电子轨道对谐波的贡献,而抑制另一个电子轨道的贡献,得到的单个阿秒脉冲比红外场和紫外场作为驱动源产生的脉冲更短。

关键词：非线性光学中红外激光分裂算符高次谐波阿秒脉冲

光参量振荡器和光参量放大器实现窄谱宽中红外激光输出

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中国激光 2016年第10期43卷 50-56页

作者：赵志刚沈利沣姜洪波刘斌项震刘崇浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

高增益和抽运光谱宽等因素会使光参量振荡器输出的参量光谱线大幅展宽。通常在腔内插入标准具、光栅等元件以控制谱宽,但会引入损耗,导致激光器输出阈值增大,转换效率和输出功率降低。报道了一种不使用任何谱宽压缩元件获得窄谱宽高功... 详细信息

高增益和抽运光谱宽等因素会使光参量振荡器输出的参量光谱线大幅展宽。通常在腔内插入标准具、光栅等元件以控制谱宽,但会引入损耗,导致激光器输出阈值增大,转换效率和输出功率降低。报道了一种不使用任何谱宽压缩元件获得窄谱宽高功率中红外激光输出的方案。该方案将窄谱宽和高功率分离,分别获取。搭建了1.064μmNd…YAG主振荡功率放大结构的窄谱宽抽运源。通过调节光参量振荡器中PPMgLN晶体内的抽运光功率和光斑直径,实现晶体内增益强度的控制,从而有效控制中红外激光谱宽。在光参量振荡器中,当抽运光功率约为3倍阈值时,获得了0.7 W、谱宽小于1.12nm的2.9μm种子光,再通过两级光参量放大器后,最终获得6.27W、光光转换效率15.7%的2.9μm激光输出,谱宽基本保持不变。

关键词：激光器中红外激光光参量振荡器光参量放大器窄谱宽

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测量中红外激光远场光斑的光电阵列靶斑仪

中国激光 2010年第2期37卷 521-525页

作者：杨鹏翎冯国斌王振宝王群书冯刚张天庆清华大学工程物理系北京100084 西北核技术研究所陕西西安710024

光束质量是评价高能激光系统综合指标的重要参数,准确测量激光远场功率密度的时空分布是获取其光束质量和研究高能激光大气传输效应的有效手段之一。采用室温中红外光电探测器阵列,研制了可用于中红外激光远场光斑测量的光电阵列靶斑仪... 详细信息

光束质量是评价高能激光系统综合指标的重要参数,准确测量激光远场功率密度的时空分布是获取其光束质量和研究高能激光大气传输效应的有效手段之一。采用室温中红外光电探测器阵列,研制了可用于中红外激光远场光斑测量的光电阵列靶斑仪系统,系统主要由光学衰减单元、光电探测器阵列、信号调理单元、数据采集系统、无线数传单元、数据处理单元等组成。为解决中红外光电探测器响应率随温度变化敏感的难题,提出了基于探测器元阻抗的响应率自适应实时校正模型,拓展了测量系统的工作温度。该系统可测激光波长为1～5μm,空间分辨率为2.5cm,数据刷新频率为25 Hz,测量动态范围为1000倍,工作温度为-60～40℃,测量不确定度小于20%。

关键词：测量中红外激光功率密度时空分布靶斑仪响应率自适应校正模型碲镉汞探测器

碲镉汞光导探测器在中红外激光测量中的热问题

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光学精密工程 2015年第1期23卷 22-30页

作者：张检民冯国斌杨鹏翎张磊赵军西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

为了准确测量中红外高能激光系统的远场功率密度时空分布等参数,分析了室温光导型碲镉汞(HgCdTe)探测器在环境温度变化和光热效应情况下存在的探测器光敏元温升等热问题,并分别给出了应对措施。从HgCdTe的电学参数经验公式和光导型探测... 详细信息

为了准确测量中红外高能激光系统的远场功率密度时空分布等参数,分析了室温光导型碲镉汞(HgCdTe)探测器在环境温度变化和光热效应情况下存在的探测器光敏元温升等热问题,并分别给出了应对措施。从HgCdTe的电学参数经验公式和光导型探测器工作原理出发,分析了暗电阻和响应率与光敏元工作温度的相关性。建立了计入接触热阻和自然对流效应的光导型HgCdTe探测器热分析模型,并对模型进行了实验验证。分析了光敏元与环境温度间的热平衡时间特性,提出了连续激光测量中的环境温度校正模型。讨论了激光辐照下探测器的动态响应特性,给出了激光加热探测器光敏元导致的附加光热信号的修正方法,该方法在典型应用条件下可将测量系统的单通道测量不确定度降低2%以上。目前,所述方法均已成功应用于多套远场激光光斑定量测量系统。

关键词：激光参数测量激光能量测量中红外激光 HgCdTe光导探测器热信号修正

BaGa4Se7与KTiOAsO4光参量振荡产生中红外激光性能对比

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红外与激光工程 2020年第6期49卷 164-170页

作者：孔辉卞进田叶庆姚吉勇吴昌孙晓泉国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 中国科学院理化技术研究所北京100190

BaGa4Se7(硒镓钡,简称BGSe)与KTiOAsO4(砷酸氧钛钾,简称KTA)均可在1.06μm激光泵浦下产生中红外激光。首先仿真计算出两种非线性晶体的相位匹配曲线,结果显示:切割角为(56.3°,0°)的BGSe晶体在Ⅰ类相位匹配条件下和切割角为(90°,0°)... 详细信息

BaGa4Se7(硒镓钡,简称BGSe)与KTiOAsO4(砷酸氧钛钾,简称KTA)均可在1.06μm激光泵浦下产生中红外激光。首先仿真计算出两种非线性晶体的相位匹配曲线,结果显示:切割角为(56.3°,0°)的BGSe晶体在Ⅰ类相位匹配条件下和切割角为(90°,0°)的KTA在Ⅱ-A类相位匹配条件下均可产生~3.5μm的闲频光。然后理论计算出BGSe(56.3°,0°,Ⅰ类)的有效非线性系数为-11.9 pm/V,KTA(90°,0°,Ⅱ-A类)的有效非线性系数为-3.2 pm/V;在其他条件相同的情况下,15 mm长BGSe(56.3°,0°,Ⅰ类)的OPO振荡阈值是20 mm长KTA(90°,0°,Ⅱ-A类)OPO振荡阈值的35.11%。最后通过实验验证BGSe(56.3°,0°,I类,15 mm)的振荡阈值小于KTA(90°,0°,Ⅱ-A类,20 mm),输出的中红外激光能量大于KTA。因此,BGSe是一种极具应用前景的中红外非线性晶体。

关键词： BaGa4Se7 KTiOAsO4 光参量振荡中红外激光

基于中红外激光吸收光谱的低浓度一氧化氮测量

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激光与光电子学进展 2018年第5期55卷 408-413页

作者：李玫仪王飞张雅琪浙江大学能源工程学院能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

基于中红外可调谐二极管激光吸收光谱技术研究了实现高信噪比低浓度一氧化氮(NO)的测量方法;选取谱线强度较高的1926cm-1附近的中红外NO吸收谱线,利用带间级联激光器(ICL),使用波长调制法在常温下对NO进行测量;通过改变ICL的调制参数,... 详细信息

基于中红外可调谐二极管激光吸收光谱技术研究了实现高信噪比低浓度一氧化氮(NO)的测量方法;选取谱线强度较高的1926cm-1附近的中红外NO吸收谱线,利用带间级联激光器(ICL),使用波长调制法在常温下对NO进行测量;通过改变ICL的调制参数,分析了调制电流在3~25mA范围内变化时,体积分数为0.46×10-4~1.31×10-4的NO气体的测量结果及信噪比。结果表明:当设定调制电流为11mA时,信噪比最佳;对体积分数为0.5×10-5~2.0×10-5的NO进行测量时,测量结果具有较高的信噪比。

关键词：光谱学浓度测量中红外激光一氧化氮可调谐二极管激光吸收光谱信噪比