中红外量子级联激光器外腔相干合束研究

基本信息
批准号:61307032
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:30.00
负责人:吴昊
学科分类:
依托单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付喜宏,汪丽杰,邢恩博,戎佳敏,王涛,卢泽丰
关键词:
量子级联激光器中红外相干合束
结项摘要

Mid-infrared (MIR) lasers have demonstrated the extensive applications in many fields. Quantum cascade lasers (QCLs), as a new kind of MIR laser, had shown the potential applications due to their merits of high efficiency, small volume, electrical driving and room temperature operation. However, single QCL is limited in output power because the serious self-heating effect and narrow cavity. External-cavity beam combination is an effective method to solve this issue. Compared with the polarization beam combination and spectrum beam combination methods, coherent beam combination (CBC) is an ideal scheme which has advantages such as good beam quality, high efficiency and single wavelength output. This project aims to study the CBC based on Dammann grating, which is planned to be carried out by the theoretical and experimental investigations of Dammann grating and MIR coating, etc. The module of QCL with the output power of 3W operating at 3-5μm wavelength is expected to be achieved, the corresponding power efficiency and beam quality factor are respectively better than 60% and 5.

中红外激光有着广泛的应用前景,而量子级联激光器以其体积小,重量轻,效率高等优点,已成为中红外波段一种重要的新型激光光源。受限于器件发热等因素,单只量子级联激光器的发光功率有限,为了满足实际应用,采用外腔激光合束的方法提高发光功率是一种有效的途径。同偏振合束、光谱合束方法相比,外腔相干合束具有光束质量好,合束效率高,单一波长工作等优点,是理想的中波红外合束方案。本项目拟对基于达曼光栅的相干合束进行研究,围绕达曼光栅设计与制备、中红外光学介质膜设计与制备等方面开展理论与实验研究,实现3-5 微米波长功率高于3瓦的激光输出,合束效率高于60%,光束质量因子优于5。

项目摘要

中红外激光有着广泛的应用前景,量子级联激光器以其直接电泵工作,体积小,重量轻,效率高等优点,已成为中红外波段一种重要的新型激光光源。受限于器件发热等因素,单只量子级联激光器的发光功率有限,为了满足实际应用,采用外腔激光合束的方法提高发光功率是一种有效的途径。同偏振合束、光谱合束方法相比,外腔相干合束具有光束质量好,合束效率高,单一波长工作等优点,是理想的中波红外合束方案。本项目对基于达曼光栅的相干合束进行研究,围绕达曼光栅设计与制备、中红外光学介质膜设计与制备等方面开展理论与实验研究,实现了3-5 微米波长量子级联激光器室温激射,制备出反射率低于3%的中红外减反光学膜和总衍射效率高于63%的达曼光栅,观察到量子级联激光器被动外腔相干合束的实验效果。本项目为量子级联激光器实现高功率高光束质量激光输出进行了理论与实验的探索,为进一步研究奠定了基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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