基于周期性疇極化反轉(zhuǎn)摻鎂鈮酸鋰晶體的新型中紅外激光器研究.pdf

1、中紅外波段激光在光電對(duì)抗、環(huán)境探測(cè)、光譜學(xué)、醫(yī)學(xué)、遙感等方面都有十分重要的應(yīng)用?；跍?zhǔn)相位匹配技術(shù)的光參量振蕩器是獲取中紅外波段激光的重要方法之一，具有調(diào)諧范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)高功率高效率的激光輸出、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。近幾年隨著新的非線性晶體制作技術(shù)的應(yīng)用，尤其是周期性疇極化反轉(zhuǎn)晶體的使用，使得基于準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的光參量振蕩器(OPO)系統(tǒng)獲得了巨大的發(fā)展。本論文的研究工作以周期性疇極化反轉(zhuǎn)摻鎂鈮酸鋰(PPMgLN)晶體為中心展開，

2、分為兩部分的研究工作，一是高功率的中紅外激光器；二是可用于雙端差分吸收雷達(dá)中的雙波長(zhǎng)中紅外激光器。
　　 為了在中紅外波段獲得盡可能高的激光輸出，需要大功率的1064nm泵浦源，且要求泵浦源有較好的光束質(zhì)量。本論文采用雙端泵Nd:YVO4固體激光器作為OPO系統(tǒng)的泵浦源。雙端泵Nd:YVO4固體激光器在25kHz的重復(fù)頻率下，獲得了23.5W的激光輸出，光束質(zhì)量因子M2約為1.9。用該激光源作為中紅外OPO的泵浦源，最終在重復(fù)頻

3、率為25kHz的條件下，在3.8μm波段獲得了3.54W的激光輸出。整個(gè)系統(tǒng)采用水冷機(jī)制冷，穩(wěn)定工作后，4小時(shí)內(nèi)的不穩(wěn)定性小于4％。
　　 基于氣體探測(cè)的需求，通過合理設(shè)計(jì)PPMgLN晶體的疇極化反轉(zhuǎn)周期，用一片晶體實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)的中紅外激光同軸輸出。整個(gè)系統(tǒng)用半導(dǎo)體激光二極管泵浦的固體激光器作為泵浦源，重復(fù)頻率為30kHz時(shí)，泵浦功率為2.03W。用該光源作為泵浦光，最終在3.14μm和3.34μm兩個(gè)波段獲得了總功率為200m