5-18μm中红外差频激光及其应用研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:heshang9994
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基于差频技术的中红外激光光源具有窄线宽、宽调谐和室温工作等特点。这种光源在环境、工业、医疗以及光谱等领域有着广泛的应用。本论文基于差频技术设计并建立了一套可调谐中红外激光光源系统,研究了该激光光源系统的性能及其在痕量气体探测领域和高分辨率光谱领域的应用。   本系统采用再生激光放大系统(760-790 nm)和可调谐钛宝石激光(790-910nm)分别作为泵浦光源和信号光源,在AgGaS2晶体和GaSe晶体中分别产生了5-12.5μm、8-18μm差频光。通过实验,获得了AgGaS2晶体差频光源在9.05μm处的转换效率为2.015μW/W2,11.3μm附近的波长接受带宽为5.74 cm-1,9.05μm处角度接受带宽为8.31;GaSe晶体差频光源15.65μm处的转换效率为0.307μW/W2,16.7μm附近的波长接受带宽为11.25 cm-1,14.41μm处角度接受带宽为10.75。计算了AgGaS2晶体差频光源系统的噪声,给出了系统的探测灵敏度约为8.1 ppm。利用低气压下的纯气体吸收光谱反演得到了系统的线宽约为64MHz。采用直接吸收光谱技术,探测了实际大气中的水汽浓度和二氧化碳浓度,并通过测量低气压下的纯甲烷气体、纯二氧化碳气体以及纯乙烷气体的吸收光谱,证明了该差频光源系统可以进行痕量气体探测领域和高分辨光谱领域的应用。  
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