基于光参量振荡和拉曼技术的宽调谐窄线宽红外固体激光器

基本信息
批准号:61378027
项目类别:面上项目
资助金额:76.00
负责人:赵家群
学科分类:
依托单位:哈尔滨工程大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张新陆,梁艺军,苏丽萍,张晓峻,张甦,余龙
关键词:
光参量振荡受激拉曼散射固体激光器红外
结项摘要

1600-1800nm and 3000-4000nm lasers have very wide applications, such as gas spectral analysis and remote sensing, due to having many important gas absorption spectra and good atmosphere transmittance in the spectral regions. To meet the demand for narrow line-width and broad wavelength-tuning of laser source used in gas detection, intra-cavity optical parametric oscillator (OPO) and Raman laser are combined together. Broad tuning and narrow line-width output of a new infrared laser system will be obtained in this project. Research content includes: (1) Combining rate equations with coupled-wave equations of three-wave interaction, and introducing stimulated Raman scattering (SRS) items, the new solid-state laser dynamic model based on the theory of intra-cavity signal single-resonant optical parametric oscillator (OPO) and SRS will be obtained. According to the model, the dynamic process of Raman light generation will be researched deeply, and an optimization scheme will be provided.(2)An actively Q-switched intra-cavity single-resonant OPO based on quasi-phase matched technique will be studied in experiment. The single-resonant OPO in the signal waveband of 1400-1550nm will be realized, which has high average output power and broad wavelength-tuning ability. (3)An actively Q-switched solid-state laser based on intra-cavity optical parametric oscillating and SRS will be studied experimentally. A broadly tunable laser with narrow line-width in 1600-1800nm will be realized with the output of 3000-4000nm parameter light. The reseach results of this project can be applied in many fields,such as gas spectroscopy analysis, remote sensing and countermeasures etc.

1600-1800nm和3000-4000nm波段覆盖了许多重要气体的吸收谱,且大气穿透性好,在光谱分析和遥感等领域有重要应用价值。为满足气体探测对激光器窄线宽和宽调谐的要求,本项目拟将内腔光参量振荡器(OPO)与拉曼激光器相结合,实现新型红外固体激光器的宽调谐窄线宽激光输出。研究内容包括:(1)结合速率方程和三波耦合方程,并引入受激拉曼散射(SRS)项,建立基于信号光单共振内腔OPO和SRS的固体激光器动力学模型,对拉曼光产生的动力学过程进行深入研究,并给出优化设计方案;(2)对基于准相位匹配技术的主动调Q内腔OPO进行实验研究,获得1400-1550nm信号光宽调谐高平均功率输出;(3)对基于腔内光参量振荡和SRS的主动调Q固体激光器进行实验研究,实现窄线宽1600-1800nm拉曼光和3000-4000nm参量光宽调谐输出。该项目研究成果可应用于气体光谱分析、遥感以及光电对抗等领域。

项目摘要

1500-4000nm红外波段覆盖了许多重要气体分子的吸收谱,且大气穿透性好,在光谱分析和遥感等领域有重要应用价值。为此。本项目开的主要研究内容包括:(1)对基于准相位匹配技术的信号光单共振光参量振荡器(OPO)进行研究,实验上选取MgO:PPLN作为非线性晶体,Yb光纤激光器为泵浦源,基于掺MgO光学参量振荡器(MgO:PPLN OPO)获得了1400-1700nm信号光和3000-4000闲频光宽调谐输出,通过腔内插入标准具,获得窄线宽参量光输出。(2)将MgO:PPLN OPO与拉曼激光器相结合,实现了1500-1540nm信号光、1730-1780nm拉曼光和3000-4000nm参量光宽调谐输出。(3)分别利用Tm,Ho:GdVO4和Tm:YAP作为激光增益介质,BaWO4晶体和YVO4晶体作为拉曼介质,实现固体拉曼激光器在2-3µm波段的拉曼光输出,波长2533nm一阶Stokes光、2360nm一阶Stokes光以及2418nm一阶Stokes光平均输出功率分别为186mW、306mW和272mW。本项目的研究结果可用于气体光谱分析、遥感以及环境监测等领域。本项目的开展将有助于推动中红外固体激光器的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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