红外与激光工程
2023, 52(8): 20230254
1 沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁 沈阳 110136
2 中国科学院沈阳自动化研究所光电信息处理重点实验室,辽宁 沈阳 110169
3 辽宁省太赫兹成像感知重点实验室,辽宁 沈阳 110169
4 中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169
中红外波段在基础科学、生物医学、环境监测、****、安检安防、通信娱乐等诸多领域都有极其重要的应用。作为中红外技术的核心组成部分,覆盖宽光谱范围、高能量、高转换效率、小型化、室温运转的高性能中红外相干辐射源始终都是科研与应用领域的研究重点与热点。目前中红外激光器种类有很多,根据不同的产生原理,中红外激光器主要分为化学激光器、气体激光器、基于稀土或过渡金属离子掺杂的激光器、量子级联半导体激光器、基于非线性频率变换的激光器。重点综述这几种激光器的特点及发展历程,并对其研究前景进行展望。
中红外激光 化学激光器 气体激光器 稀土或过渡金属掺杂激光器 量子级联 非线性频率变换 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1700006
1 河北工业大学先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
3 光电信息控制和安全技术重点实验室,天津 300308
8~12 μm长波红外波段激光位于大气传输窗口并覆盖诸多气体分子的吸收带,在大气探测、光电对抗等领域具有重要的应用。目前,通过粒子数反转激光器直接辐射以及非线性频率变换间接辐射是实现8~12 μm长波红外激光输出的主要方式。其中,基于非线性光学晶体频率转换的长波红外激光器具有结构紧凑、波长选择灵活、功率拓展性强等优势,近年来得到了快速发展和广泛应用。本文对二阶非线性频率变换的光学晶体、工作原理,以及获得长波红外激光的研究进展进行综述,并对基于受激拉曼散射的三阶非线性频率变换获得长波红外的方法进行了介绍和展望。
激光器 长波红外激光 非线性频率变换 8~12 μm 非线性晶体
红外与激光工程
2022, 51(7): 20210507
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
海洋探测激光雷达和水下无线光通信应用对激光发射源的波长、重复频率和峰值功率等均提出了特殊的要求。具有高峰值功率的蓝绿波段纳秒脉冲激光,尤其是在大洋水中衰减系数更小的蓝光,在海洋主动遥感和信息高速传输中有着十分重要的应用。对国内外蓝光脉冲激光器技术的发展现状进行了综述,并从高重复频率、多波长和大能量、高峰值功率两种类型的应用需求出发,详细介绍了针对486.1 nm夫琅禾费暗线的蓝光脉冲激光器的最新研究工作。
激光器 蓝绿激光 夫琅禾费暗线 光学参量振荡器 非线性频率变换 光学学报
2022, 42(17): 1714002
光子学报
2021, 50(10): 1014001
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
2 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
3 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
报道了百赫兹大能量KTiOAsO4(KTA)晶体光参量振荡器(OPO)系统,并研制了脉冲重复频率为100 Hz、输出能量达580 mJ、波长为1064 nm的Nd∶YAG主振荡功率放大器。OPO谐振腔采用平平腔结构,用在X方向切割的KTA晶体作为非线性晶体。在脉冲重复频率为100 Hz时,得到1.53 μm信号光和3.47 μm闲频光的单脉冲能量分别为178 mJ和64 mJ,脉冲宽度分别为13.7 ns和11.8 ns,泵浦光到参量光的光-光转换效率为43.6%。
激光光学 全固态激光 非线性频率变换 光参量振荡器 中国激光
2021, 48(12): 1201009
哈尔滨工业大学, 可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
中波红外3~5 μm波段以及长波红外8~12 μm波段的激光处于大气传输窗口, 在激光成像、环境监测、激光雷达、激光医疗、化学遥感和红外对抗等领域有着非常广阔的应用前景。基于非线性光学晶体, 采用光学非线性频率变换技术在实现中长波红外固体激光输出方面具有明显的技术优势。该方法激光器结构简单, 且晶体本身并不参与能量交换, 因而没有量子亏损, 从而产热很少。同时具有单色性好、宽调谐、高功率等优点。本文针对常用以及新型非线性光学晶体, 对其应用于中长波红外固体激光器的研究进展做了详细的总结。
中长波红外激光 固体激光器 非线性光学晶体 光学非线性频率变换技术 mid- and long-wave infrared laser solid-state laser nonlinear optical crystal optical nonlinear frequency conversion technology
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
飞秒光学参量振荡器(OPO)能产生从紫外到中远红外波段的可调谐飞秒激光脉冲,在频率计测、生物医学、大气探测、宽带通信及**等领域有着广泛的应用。对飞秒钛宝石激光器同步抽运OPO进行了研究,相继实现了波长稳定在1053 nm的高功率飞秒OPO运转。在此基础上,进一步研究了高功率掺镱全固体飞秒激光器同步抽运OPO。结合国内外飞秒OPO的研究进展,对未来全固态飞秒激光器同步抽运OPO的发展进行了展望。
非线性光学 非线性频率变换 全固态飞秒激光 光参量振荡器 同步抽运
北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
反谐振空芯光纤(HC-ARF)具有宽传输通带、低传输损耗、高损伤阈值和高模式纯度等优势,在高功率脉冲激光传输及压缩、超快非线性频率变换、短距离高速高容量光通信、生物化学分析和量子存储等领域展现出广阔的应用前景。简要回顾了空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的发展历程,重点介绍了近年来出现的几种新型HC-ARF。对气体填充HC-ARF在新型拉曼激光频率变换应用领域中的关键技术及最新进展进行了讨论。
非线性光学 空芯光子晶体光纤 反谐振空芯光纤 非线性频率变换 拉曼激光