基于受激拉曼散射的3-3.7μm中红外新型全固态激光研究

基本信息
批准号:61705119
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:陈慧彬
学科分类:
依托单位:泉州师范学院
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:渠彪,黄启禄,周免免,刘成坤
关键词:
非线性频率变换中红外拉曼激光器中红外激光技术
结项摘要

3-4 μm mid-infrared lasers are very important in both civil and military. It is one of the research hot spots in the laser field. But there are some disadvantages among such laser sources, like low power energy, demanding environment and difficult to prepare materials. We propose a new technology scheme of realizing a mid-infrared all-solid-state Raman laser, which possess advantages of good stability, high power and high efficiency. The 2.4-2.7 μm Cr:ZnSe laser will be used as fundamental light, and the BaWO4 crystal will be employed as Raman gain medium. We will systematically research the theory and experiment of the mid-infrared Raman laser. The power of a hundred mill watt scale of 3-3.7 μm in mid-infrared band Raman solid-state laser will be obtained, and also the tunable laser operation. The Raman performance of the BaWO4 crystal will be study in details, including the laser threshold, the gain coefficient, the gain line-width, and the evolution of laser operations. The dynamic coupling equation of mid-infrared Raman laser will be established. The study will provide the theory to the all-solid-state Raman mid-infrared laser technology, and the results have great applications in the civil, national defense, as well as in the high-tech fields.

3-4μm中红外波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用,是当前激光领域的研究热点之一。然而目前该波段的激光存在功率能量低、环境要求苛刻、材料难以制备等不利之处。本项目创新性地提出一个结构紧凑、效率高、稳定性好的中红外全固态拉曼激光的技术方案,以波长2.4-2.7μm的高功率固态Cr:ZnSe激光作为基频光,通过采用中红外高透且拉曼性能优异的BaWO4晶体作为拉曼增益介质,开展中红外拉曼激光的理论及实验的系统研究。项目将实现功率为百毫瓦量级的3-3.7μm中红外波段全固态拉曼激光,并通过调谐元件实现可调谐激光运转。同时,探讨BaWO4晶体在3-3.7μm中红外波段的拉曼激光阈值、增益系数与拉曼线宽,以及拉曼性能参数随激光运转参数的演变规律,并建立中红外拉曼激光的动力学耦合方程。该研究将为中红外全固态拉曼激光技术提供理论依据,其成果在民用、国防和高新技术领域具有巨大的应用前景。

项目摘要

3-4μm中红外波段激光在民用和军用两方面都具有重要作用,是当前激光领域的研究热点之一。然而目前该波段的激光存在功率能量低、环境要求苛刻、材料难以制备等不利之处。本项目创新性地提出一个结构紧凑、效率高、稳定性好的中红外全固态拉曼激光的技术方案,以波长2.4μm的高功率固态Cr:ZnSe激光作为基频光,通过采用中红外高透且拉曼性能优异的BaWO4晶体作为拉曼增益介质,开展中红外拉曼激光的理论及实验的系统研究。项目研究了Tm:YAP激光与Cr:ZnSe激光的输出功率、效率及脉冲激光的一系列关键性能参数,分析了影响激光性能的重要影响因素,并据此对激光谐振腔参数进行改进优化,获得了峰值功率为11.84kW的~2432nm的激光,最终以此为基频光通过BaWO4晶体实现了~3130nm的中红外波段全固态拉曼激光。该研究将受激拉曼激光的波长从近红外拓展到了~3.1μm波段,在中红外全固态拉曼激光技术这个新的领域具有较高的参考价值,其成果在民用、国防和高新技术领域具有巨大的应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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