基于PPMgLN的中红外光学参量振荡器研究

《高重频中近红外固体光参量振荡器研究》一、引言随着激光技术的飞速发展，光参量振荡器（OPO）作为一种重要的非线性光学器件，因其独特的调谐性和高效率的光谱生成能力，受到了广泛的关注。

近年来，高重频中近红外固体光参量振荡器（High Repetition Rate Mid-Infrared Solid-State Optical Parametric Oscillator，HRMIR-SSOPO）的研究成为了激光技术领域的一个热点。

本文旨在探讨高重频中近红外固体光参量振荡器的研究现状、原理、应用及未来发展趋势。

二、高重频中近红外固体光参量振荡器原理高重频中近红外固体光参量振荡器是基于非线性光学晶体中的光参量效应实现激光光谱调谐的装置。

其基本原理为：利用高重复频率的泵浦激光，通过非线性光学晶体中的光参量过程，将泵浦光转换为信号光和闲频光。

通过调整泵浦光的参数，如波长、脉冲宽度等，可以实现对信号光和闲频光的调谐，从而得到中近红外波段的可调谐激光输出。

三、研究现状目前，国内外众多科研机构都在开展高重频中近红外固体光参量振荡器的研究。

在技术方面，研究者们主要关注非线性光学晶体的选择、泵浦源的优化、谐振腔的设计等方面。

在应用方面，HRMIR-SSOPO已被广泛应用于光谱分析、激光雷达、生物医学等领域。

然而，目前仍存在许多技术挑战和难题需要解决，如提高转换效率、降低阈值、拓展调谐范围等。

四、技术实现及挑战在技术实现方面，首先需要选择合适的非线性光学晶体。

目前常用的晶体有周期极化晶体、BBO晶体等。

这些晶体具有较高的非线性系数和较大的可调谐范围。

其次，需要优化泵浦源的参数，如脉冲宽度、重复频率等，以满足HRMIR-SSOPO的工作需求。

此外，合理设计谐振腔的结构和参数也是实现高重频中近红外激光输出的关键。

在技术挑战方面，提高转换效率是HRMIR-SSOPO面临的主要问题之一。

此外，降低阈值、拓展调谐范围、提高光束质量等也是需要解决的技术难题。

低阈值温度调谐PPMgLN红外光参量振荡姚江宏;刘志伟;薛亮平;颜博霞;贾国治;许京军;张光寅【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2007(028)001【摘要】研究了温度调谐下周期极化镁掺杂铌酸锂晶体的红外光参量振荡特性.采用外电场短脉冲极化技术,在大小为7.0 mm×50.0 mm×1.0 mm的Z切高镁掺杂(摩尔分数0.05)铌酸锂上制备出了准相位匹配光学微结构器件,极化周期为30.0 μm.以输出波长为1 064 nm的声光调Q Nd∶YAG 固体激光器作为基频泵浦光开展了光参量振荡研究.实验表明:泵浦该PPMgLN晶体,实现了室温下低阈值红外光参量振荡产生,阈值功率仅为45 mW(重复频率1 kHz).在泵浦输入功率为225 mW时,有36 mW信号光输出,转换效率达到16.0%,通过调谐晶体温度(20～180 ℃),获得了调谐范围为1 503～1 550 nm波段的OPO信号光,实现了低阈值可调谐红外光的稳定输出.【总页数】5页(P18-22)【作者】姚江宏;刘志伟;薛亮平;颜博霞;贾国治;许京军;张光寅【作者单位】南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457;南开大学弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室;天津市信息光子材料与技术重点实验室;泰达应用物理学院,天津,300457【正文语种】中文【中图分类】O437.4【相关文献】1.PPMgLN光参量振荡器温度和畴周期调谐研究 [J], 蔡双双;吴波;沈剑威;沈永行2.低阈值高效率中红外可调谐连续波PPMgLN光学参量振荡器 [J], 林洪沂;黄晓桦;许英朝;王灵婕;檀慧明3.基于PPMgLN晶体的高功率可调谐中红外光学参量振荡器 [J], 李晓芹;张兵;曹祥杰;郭占斌;冯光4.基于PPMgLN晶体低阈值宽调谐红外光参量振荡研究 [J], 姚江宏;刘志伟;薛亮平;颜博霞;贾国治;许京军;张光寅5.内腔中红外低阈值PPMgLN光学参量振荡器 [J], 林洪沂;许英朝;黄晓桦;苏少昌;檀慧明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第35卷，增午l红外与激光工程2006年l o月V01．35Suppl锄ent I n触m d锄d L鹞盯Engi ne两ng O cL2006光参量振荡器在红外对抗中的应用研究任钢，钟鸣，李彤，牛瑞华，曾钦勇，龚赤坤，何衡湘，于淑范，王滨(西南技术物理研究所，四川成都6l0041)摘要：介绍了光参量振荡器在红外对抗技术中的应用背景和意义，同时对激光红外对抗的一些基本原理进行了讨论，给出了干扰激光能量的具体分析．用所研制的中红外L订怕03一O PO，分别通过改变其输出波长和工作频率，对红外热像仪进行了干扰原理性实验．当干扰激光波长为3．8岬，重频20H z时，成功使热像仪解除锁定。

最后，对实验结果进行了分析和讨论。

关键词：光参量振荡器；中红外；红外对抗中图分类号：TN242文献标识码：A文章编号：l007．2276(2006)增A-0207一04A ppl i c at i on of opt i c al par a m et r i c os ci U at or i nt he i nf．r ar ed count er m eas ur es砒烈G孤g，Z H oN G M i ng，LI T0n g，N I U R ui-hua，ZE N G Q i I l—yong，G O N G Chi如n，H E H eng-xi ang，Y U Shu-f an，W A N G B i l l(S out l lw cs t IrI st i觚c ofTc c h ni c al Phys ics，C hengdu61004l，Chi n a)A bs t r act：T he bac k伊ound and m e锄i ng of us ing叩t ical par锄et ri c os ci l l at or i11t lle i n行a red count e珊eaSur es ar e i l l仃13duced．Som e b船i c t11eor i es of l邪er i I l丘ar ed count ennea Sur es ar e di s cus s ed，锄d t he j锄m i ng l部er ener gy i s 锄al yzed t oo．U s i ng devel oped L i N b03-O P0，a pr i nci pl e exper i m ent j锄m i ng t he i I l厅ar ed t hennal i m a gi I l g s ys t em i s ca丌i e d out by ch柚gi ng t he ou印ut t i Il g w aV el en舒h al l d w or ki I l g厅equ ency of oPO．W hen t he j am m i ng l as er w avel engt h i s3．8岬and tl l e w or ki ng仃equenc y i s20H z，t he i n疔玳d nl em al i m agi ng s ys t em is j锄m ed 娜cce ss如l l y．Fi nal l y t he eX per妇ental r e sul t s ar e anal yzed aI l d di scus sed．K ey w or ds：O pt i cal pa瑚1e仃ic osci l l at or(O PO)；M i d—i nf}ar ed；I Il舳∞d count er-I ne弱u碍sO引言红外对抗技术是随着红外制导技术的普遍应用而兴起的，并在极短的时间内得以迅速发展11堋。

高功率窄线宽2.1 μm光学参量振荡器郭靖;何广源;焦中兴;王彪【期刊名称】《红外与毫米波学报》【年(卷),期】2014(033)006【摘要】报道了一种基于氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂的高功率、窄线宽的2.1 μm近简并单谐振光学参量振荡器.该光学参量振荡器使用一台自行搭建的近基模调Q线偏振Nd∶ YAG激光器作为抽运源,抽运光经过聚焦后二次抽运四镜驻波腔结构的周期性极化铌酸锂光学参量振荡器,实现了稳定的高功率和高光束质量2.1 μm激光输出.利用体光栅作为输出镜,在重复频率为10 kHz时,产生的2.1μm激光线宽小于2 nm,最高功率为8.4W,水平方向和竖直方向的光束质量因子M2分别为3.8和4.1.【总页数】4页(P625-628)【作者】郭靖;何广源;焦中兴;王彪【作者单位】中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275;中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275;中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275;中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】O437.4【相关文献】1.高功率可调谐激光器--光学参量振荡器的新进展 [J], 秦莉娟;周志尧;包学诚2.基于PPMgLN晶体的高功率可调谐中红外光学参量振荡器 [J], 李晓芹;张兵;曹祥杰;郭占斌;冯光3.BBO光参量振荡器压窄线宽实验研究 [J], 韦春龙;范琦康;等4.窄线宽1064 nm光纤激光泵浦高效率中红外3.8μm MgO:PPLN光参量振荡器[J], 陈柄言;于永吉;吴春婷;金光勇5.高功率宽调谐输出的多周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡器(英文) [J], 夏林中;苏红;阮双琛;郭春雨;郭媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2021年第08期·19·文章编号：2095－6835（2021）08－0019－03高能量、高效率、紧凑型近红外和中红外MgO ：PPLN光参量激光器＊王书童，买日哈巴·阿巴白克，塔西买提·玉苏甫（新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆乌鲁木齐830054）摘要：报道了一种以1.064μm 的激光作为泵浦源，基于MgO ：PPLN 晶体的紧凑、高能量、高效率的近红外与中红外单谐振光参量振荡器。

当泵浦光输入能量为22.6mJ 且输出耦合镜对信号光的反射率为90%时，产生高效的近红外1.5μm 与中红外3.65μm 的最大输出能量分别为2.8mJ 和1.7mJ ，相应的光光转换效率为12.4%和7.5%。

通过改变MgO ：PPLN 晶体的温度，获得信号光与闲频光的连续波长调谐范围分别为1.500～1.560μm 和3.346～3.650μm 。

关键词：非线性光学；光学参变振荡器；近红外激光；中红外激光中图分类号：TN248文献标志码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2021.08.0061引言近红外1.5～1.6μm 激光处于人眼安全波段，在科学研究与实际应用中引起了广泛关注。

例如激光测距[1]、激光振动测量[2]、光通信和差分吸收雷达系统[3]。

中红外3～5μm 位于大气窗口波段，在环境污染检测[4]、遥感[5]、红外对抗[6]、军事[7]和医疗[8]等方面有广泛应用。

目前，光参量振荡器作为一种产生近红外和中红外波段的有效方法已经引起了研究者的注意。

很多研究人员基于双折射相位匹配（BPM ）晶体来产生近红外和中红外激光，包括KTiOPO 4（KTP ）[9]和KTiOAsO 4（KTA ）[10]。

然而，这些晶体的非线性系数较小，并且走离效应较强，影响了光光转换效率，限制了高能量、高光束质量激光的输出。