1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3~5 μm中红外波段激光源是近年来备受国内外关注的研究热点, 本文综合评述了产生中红外波段激光的5种主要方法(CO2激光倍频技术、泛频CO激光技术、光学参量振荡器、氟化氘激光器、Fe2+∶ZnSe固体激光技术)的国内外发展现状, 总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题, 指出了该技术的未来发展趋势。
中红外激光 CO2激光倍频 泛频CO激光 光参量振荡器 氟化氘激光器 Fe2+∶ZnSe激光 mid-infrared laser second harmonic generation of CO2 laser first-overtone CO laser optical parametric oscillator DF laser Fe2+∶ZnSe laser
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 俄罗斯科学院 西伯利亚分院气候与生态系统监测研究所，托木斯克 俄罗斯 634055
3 俄罗斯科学院 列别捷夫物理所，俄罗斯 莫斯科 119991
为了获得2.15~1 500 μm的相干光源，研究了CO激光在高质量非线性晶体ZnGeP2和GaSe中的混频效应。为了提高转换效率，在激光锁模方式下对CO激光器的二次谐波、和频和差频的产生进行了研究。结果显示，利用GaSe晶体和ZnGeP2晶体，调Q多谱线CO激光辐射的谱线内倍频效率分别大于0.3%和1.1%。采用ZnGeP2晶体进行倍频时，可调谐锁膜CO激光器的转换效率为12.5%。模拟结果显示，二次谐波与和频产生的输出光谱相同。相邻谱线下，和频和差频的产生过程中，基波和一次谐波可以分别在4.0~5.0 μm和100~≥1 200 μm (太赫兹范围)形成振荡。利用锁模CO激光器在ZnGeP2晶体中的混频效应，可以得到2.15~≥1 500 μm的相干光源，同时转换效率可达到甚至高于12.5%。
非线性晶体 ZnGeP2晶体 GaSe晶体 混频效应 脉冲CO激光 锁模 nonlinear crystal ZnGeP2 crystal GaSe crystal frequency conversion pulsed CO laser mode-locking
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
CO气体分子发射激光需要在低温(液氮温度附近)时才容易实现。为在常温条件下实现CO的激光输出, 采用横向激励大气压(TEA)脉冲放电的方式对CO气体分子在室温条件下的红外发光辐射性能进行了实验研究。在实验所限定的参数条件下, 没有获得FO波段激光辐射, 仅实现了FB波段的激光输出。典型的指标为: 电光转换效率1％, 中心波长5.3 μm, 辐射能量0.22 J, 辐射脉宽(FWHM)700 ns, 相当于辐射的峰值功率达到0.3 mW左右; 当以500 Hz放电脉冲重复频率运转时, 常温条件下还获得了大于百瓦量级的高平均功率辐射输出。
CO激光 室温运转 FB波段 FO波段 CO laser room-temperature operating fundamental band first-overtone band
华中科技大学武汉光电国家实验室激光科学与技术研究部, 武汉 430074
按照激光系统冷却方式和激励方式，介绍了当前高功率电激励一氧化碳激光器器件的研究进展，讨论了不同类型高功率激光器之间的优缺点，以及高功率一氧化碳激光器的应用。
高功率激光器 CO激光器 电激励 电光转换效率
华中科技大学激光技术国家重点实验室, 武汉 430074
建立了磁约束放电CO激光的模型。在该模型下分析、计算了CO气体放电系统电子的能量分布函数；CO分子的电子碰撞激发速率,CO分子各振动态的布居数分布和对应的小信号激光增益系数。研究表明,由于磁场的加入,在对应CO分子振动态电子碰撞激发截面的能量范围内电子数有较大的增加。CO分子的电子碰撞激发速率提高。CO分子各振动能级均获得更大的布居数和激光小信号增益。
CO激光 磁约束 布居数 小信号增益 激发速率
