【摘 要】
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3～5μm波段的中红外激光位于大气层的透射窗口波段,该波段激光源在激光雷达、遥感、医疗诊断、环境监测、空间光通讯、激光光谱学研究以及光电对抗等领域均有重要的应用,因此中红外激光逐渐成为研究的热点.本文在通过光参量振荡(OPO)方式获得10瓦级中波输出方面进行了探讨,即以2μm脉冲激光作为OPO泵浦源,以Ⅰ类相位匹配的磷化锗锌(ZGP)晶体为OPO工作物质实现高功率3～5 μm多波长激光输出.2μm
【机 构】
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华北光电技术研究所固体激光技术重点实验室,北京100015
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3～5μm波段的中红外激光位于大气层的透射窗口波段,该波段激光源在激光雷达、遥感、医疗诊断、环境监测、空间光通讯、激光光谱学研究以及光电对抗等领域均有重要的应用,因此中红外激光逐渐成为研究的热点.本文在通过光参量振荡(OPO)方式获得10瓦级中波输出方面进行了探讨,即以2μm脉冲激光作为OPO泵浦源,以Ⅰ类相位匹配的磷化锗锌(ZGP)晶体为OPO工作物质实现高功率3～5 μm多波长激光输出.2μm波段激光通过激光二极管双端面泵浦掺铥铝酸钇(Tm∶YAP)晶体来获得,进行腔内声光调制以实现脉冲激光输出.简要分析掺铥铝酸钇(Tm∶YAP)晶体的能级结构、光谱特性和磷化锗锌(ZGP)晶体的相位匹配特性,讨论了谐振腔型的选择、Tm∶ YAP晶体中Tm3+的掺杂浓度、调制频率对2μm脉冲激光输出的影响,以及ZGP OPO的阈值特性和转换效率的相关因素.实验结果为：Tm∶ YAP激光器输出的中心波长为1986 nm,连续激光输出功率为24.5W.以此为ZGP OPO的泵浦源,实验结果为：输出波长峰值为3.86μm、4.09μm,最大输出功率为10.3W (10 KHz),激光单脉冲宽度为103.7 ns,光束质量M2因子在X方向为4.31,Y方向为4.25.
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