窄譜寬中紅外光參量系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、2～5μm窄譜寬高功率中紅外激光在太赫茲場(chǎng)的產(chǎn)生、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信、光電對(duì)抗等科研、民用及國(guó)防領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。這類激光通常是采用在光參量振蕩器(OPO)中插入光柵、標(biāo)準(zhǔn)具等元件的方式獲取，但由于引入了插入損耗，會(huì)導(dǎo)致激光器的輸出閾值增大，轉(zhuǎn)換效率與輸出功率降低。本論文設(shè)計(jì)了一種不使用任何譜線壓縮元件獲得窄譜寬高功率中紅外激光的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　首先對(duì)準(zhǔn)相位匹配和OPO的相關(guān)理論進(jìn)行了系統(tǒng)研究，給出了具體的計(jì)算模型。在此基

2、礎(chǔ)上，對(duì)于OPO實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心問題進(jìn)行了分析和討論;其次，搭建了輸出功率72.8 W，譜寬約為0.05 nm的1064 nm Nd∶YAG主振蕩功率放大(MOPA)結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)泵浦源。通過調(diào)節(jié)OPO中PPMgLN晶體內(nèi)的泵浦光功率和泵浦光光斑直徑，實(shí)現(xiàn)了晶體內(nèi)增益強(qiáng)度的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)中紅外激光譜線寬度的有效控制。在OPO自由運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)泵浦功率約為3倍閾值時(shí)，獲得了0.7W，譜寬小于1.12 nm的2.907μm種子光輸出;最后