1 山东大学光学高等研究中心, 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
2 山东大学信息科学与工程学院, 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
太赫兹参量源是一种激光驱动的太赫兹辐射源, 它具有高相干性、可调谐、室温运转等优点。在简要介绍太赫兹参量源的基本原理后, 重点总结了近年来国内外对太赫兹参量源的代表性研究成果, 主要包括: 1) 太赫兹参量源中常用的几种非线性晶体, 包括铌酸锂、磷酸钛氧钾、砷酸钛氧钾、磷酸钛氧铷; 2) 大单脉冲能量太赫兹参量源, 主要产生方法包括使用垂直表面出射结构、使用环形腔、增加非线性晶体损伤阈值等, 目前报道的最大单脉冲能量达到 17 μJ; 3) 高平均功率太赫兹参量源, 主要产生方法包括使用半导体激光器侧面泵浦激光器、兼顾提高泵浦光脉冲能量和脉冲重复频率等, 目前报道的最大平均功率为 367 μW; 4) 太赫兹参量源的理论模拟, 主要包括以耦合波方程为基础的, 分别针对太赫兹参量产生器、种子注入式太赫兹参量产生器、内腔泵浦与外腔泵浦太赫兹参量振荡器建立的理论模型。
非线性光学 受激电磁耦子散射 太赫兹参量源 非线性晶体 耦合波方程 nonlinear optics stimulated polariton scattering terahertz parametric source nonlinear crystal coupled wave equations
红外与激光工程
2022, 51(6): 20220133
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
2 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
3 广东大湾区空天信息研究院, 广东 广州 510700
4 东京大学物性研究所, 日本 千叶 277-8581
综述了真空紫外193 nm波段固体激光光源的发展情况,具体包括所涉及到的主要非线性晶体[偏硼酸钡(BBO)晶体、三硼酸锂(LBO)晶体、六硼酸铯锂(CLBO)晶体、氟代硼铍酸钾(KBBF)晶体等]的各类特性及其对比分析、近几十年来193 nm波段连续固体激光和脉冲固体激光的发展脉络、用于产生193 nm固体激光的各种基频光源组合,并对它们的优劣势进行了分类分析和对比。对影响非线性晶体紫外透过率和紫外激光输出功率的双光子吸收效应进行了描述,并对深紫外激光器中的激光诱导污染效应进行了描述,指出几类常用的避免或者缓解该效应的方法。最后对实现超高重复频率准连续真空紫外激光的难度和应当解决的问题进行了探讨。
光学学报
2022, 42(11): 1134010
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 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
报道了一种基于Nd∶YAG晶体衍生光纤(NYDF)的915 nm单频光纤激光器。使用掺杂原子数分数为2.5%的Nd∶YAG晶体作为纤芯材料,高纯度石英管作为包层材料,利用熔芯法制备Nd∶YAG晶体衍生光纤,其传输损耗为8 dB/m,在915 nm处其增益系数为1.16 dB/cm。基于Nd∶YAG晶体衍生光纤,实现了一个稳定的915 nm单频光纤激光器,信噪比大于50 dB。实验结果表明Nd∶YAG晶体衍生光纤有潜力应用于890~920 nm单频激光器。
光纤光学 YAG晶体衍生光纤 单频光纤激光 熔芯法 915 nm激光 光学学报
2021, 41(22): 2206001
1 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
2 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
3 山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237
4 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
基于非线性频率上转换的太赫兹波探测技术具有灵敏度高、响应速度快、可室温操作等优点,现有理论研究中仅考虑了差频转换或和频转换,而这与实验中观察到的二者共存的物理现实并不一致。本文提出了在非线性频率转换过程中差频与和频共存时的理论方程,并以DAST晶体为例模拟分析了不同晶体厚度及泵浦强度下的太赫兹波探测情况。理论计算表明:和频、差频共存下各波变化趋势与单差频或单和频情况有所不同;和频过程的存在会降低差频过程的效率,若只考虑差频,则结果将有所偏差。在特定实验条件下,同时利用差频光与和频光,总信号输出强度更大,其探测效率高于单差频的情况;存在一个最佳的晶体厚度,使得总信号输出最强。进一步计算表明,基于非线性频率上转换的太赫兹单光子探测有可能实现。
非线性光学 上转换 差频与和频共存 太赫兹波探测 单光子探测 中国激光
2021, 48(12): 1214001
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 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266237
采用熔融芯法制备出高增益的Yb∶YAG晶体衍生光纤,纤芯内Yb2O3的掺杂浓度(质量分数)达到5.25%。光纤在976 nm处的增益系数为12.6 dB/cm,在1550 nm处的传输损耗为1.29 dB/m。采用DBR线性腔结构,将8 mm长的Yb∶YAG晶体衍生光纤作为增益光纤,实现了17.8 mW的976 nm单频激光输出,对应的斜效率为12.1%,激光的信噪比大于45 dB,线宽小于41 kHz。
激光器 单频激光 光纤激光器 976 nm激光 Yb∶YAG晶体; 晶体衍生光纤 中国激光
2021, 48(12): 1201010
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%。
中国激光
2021, 48(12): 1201009
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
报道了一套基于棒状光子晶体光纤放大器的高脉冲质量飞秒啁啾脉冲放大激光系统。该系统主要由锁模光纤振荡器、脉冲展宽器、脉冲选单单元、脉冲延时单元、掺镱光纤预放大器、棒状光子晶体光纤主放大器以及光栅压缩器组成。通过精细调节展宽器和压缩器中的光栅位置及入射角度优化系统的色散,当输出脉冲的重复频率为500 kHz时,获得了平均功率为51.5 W、单脉冲能量为103 μJ、脉冲宽度为251.7 fs的高脉冲质量高稳定性的飞秒激光输出。在1 MHz的重复频率下,获得了平均功率为61.5 W、脉冲宽度为273 fs的高脉冲质量飞秒激光输出;使用偏硼酸钡(BBO)晶体进行非线性频率变换,获得了平均功率超过20 W的517 nm绿光激光输出。
1 山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
2 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266000
翠绿宝石是性能优良的宽带可调谐激光晶体,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热力学性能优良等诸多优点。翠绿宝石晶体独特的吸收带表明除了使用闪光灯泵浦,还可以使用蓝光激光二极管(LD)、绿光激光器、黄光激光器、红光LD等多种可见光光源作为泵浦源。其中,基于日渐成熟的高功率红光LD泵浦源的翠绿宝石激光器具有效率高、体积小等优势,逐渐成为固体激光领域的研究热点。利用两台光纤耦合输出的638 nm高功率LD作为泵浦源,使用双端偏振泵浦结构对翠绿宝石晶体进行抽运,实现了中心波长为760 nm、功率达10.5 W的可见光波段激光输出,光-光转换效率为20%。这是目前国内利用红光LD泵浦翠绿宝石晶体实现的最高输出功率。
激光器 二极管泵浦 可见光激光器 翠绿宝石晶体 中国激光
2020, 47(10): 1015001
