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实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为实现焦耳级大能量中红外4~5 μm波段激光输出，基于波长为2.94 μm的Er∶YAG激光泵浦源和液氮恒温控制器，搭建了固体Fe∶ZnSe激光器实验装置，研究了温度和晶体参数对Fe∶ZnSe激光器输出时域波形及能量的影响。闪光灯泵浦的Er∶YAG泵浦激光时域波形展现出固体激光典型的弛豫振荡现象，Fe∶ZnSe激光脉冲波形与泵浦激光波形保持强相关性，且单个尖峰脉冲宽度随温度的升高而变小。在低温79 K条件下，当Er∶YAG泵浦能量为2.75 J时，实现了Fe∶ZnSe激光1.04 J大能量输出，对应的斜率效率和光光转换效率分别为36.4%和37.8%，激光中心波长为4.1 μm。在热电致冷可达的240 K温度条件下，当泵浦能量为500 mJ时，Fe∶ZnSe激光的能量输出为50 mJ，激光中心波长为4.4 μm。研究结果为焦耳级大能量中红外固体激光器的研制提供了参考。
激光器 中红外固体激光器 Fe∶ZnSe激光器 低温 大能量 时域波形 中国激光
2023, 50(22): 2201001
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200242
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用激光二极管(LD)直接抽运稀土离子或过渡金属离子的方式产生中红外激光可以大幅度降低系统的复杂程度，提高效率。而找到合适的基质材料和离子能级结构是实现LD 直接抽运产生中红外激光的关键。总结了相关研究进展和发展方向，主要包括高功率、高效率、激光二极管直接抽运的过渡金属离子掺杂II-VI 族材料激光器和稀土离子掺杂晶体、玻璃、光纤、陶瓷等材料的固态激光器，这些激光器的输出涵盖了2~5 μm 波段，具有结构简单、成本低等优点。其中过渡金属离子掺杂II-VI 族化合物，如Cr:ZnSe/ZnS，具有吸收和发射截面大、室温量子效率高、激发态吸收小等优点；而稀土离子掺杂材料，如Er3+/Tm3+/Ho3+:玻璃，具有能级丰富，可多波长抽运获得多波长发光等优点。通过对稀土离子在不同基质材料中晶格场结构能级调控有望实现波长可控的中红外激光输出。
激光器 中红外固体激光器 过渡金属离子 稀土离子 II-VI 族材料 激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020001
光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
介绍了Tm:YAP脉冲激光器泵浦的中红外固体激光器。首先介绍了Tm脉冲激光器, 由实验分析, 对YAP固体激光器腔型结构进行优化, 确定了适合泵浦ZGP OPO的YAP激光器腔型, 得到较理想的2 μm脉冲激光输出。中红外固体激光器由优化后的Tm:YAP激光器泵浦ZGP光学参量振荡器(OPO)组成, 最终得到输出功率达瓦级以上的3~5 μm激光。
Tm:YAP激光器 中红外固体激光器 Tm: YAP laser Mid-IR solid state laser OPO OPO ZnGeP ZnGeP
