本文總結(jié)了目前可實現(xiàn)中紅外激光輸出的技術(shù)途徑,介紹了各種類型中紅外激光器的優(yōu)缺點,重點分析了以ZnSe為基質(zhì)材料摻雜的中紅外固體激光器實現(xiàn)的技術(shù)途徑,以及在國際上處于技術(shù)領(lǐng)先水平的幾個實際系統(tǒng),并對中紅外激光器的技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。 

【文章來源】：化工技術(shù)與開發(fā). 2020,49(09)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

1～15μm大氣透過率譜[2-6]

擴(kuò)大調(diào)諧范圍一直是Cr2+:ZnSe激光器的研究重點。一直以來，Cr2+:ZnSe激光器很難獲得小于2μm的波長輸出，這是因為Cr2+:ZnSe的吸收光譜和發(fā)射光譜的重疊度較高(其吸收譜和發(fā)射譜見圖2)，小于2μm的激光輸出在晶體中仍然有較強(qiáng)的重吸收。土耳其的Dmirbas和Sennaroglu在2006年獲得了輸出波長為1880nm的連續(xù)工作的Cr2+:ZnSe的激光器。實驗中，他們采用1570nm KTP光學(xué)振蕩器腔內(nèi)泵浦低摻雜Cr2+:ZnSe晶體，實現(xiàn)了1880～3100nm的連續(xù)調(diào)節(jié)，這是目前報道的調(diào)諧范圍最寬的Cr2+:ZnSe激光器。2009年，I.S.Moskalev等人采用高質(zhì)量的Cr2+:ZnS晶體和優(yōu)化的熱管理方案，以Er光纖激光作為泵浦源，實現(xiàn)了10.5W的激光輸出，斜效率為43%，中心波長為2380nm，調(diào)諧范圍1970nm～2760nm。超短脈沖和窄線寬是Cr:ZnSe激光研究的另一個方面。在2006年的CLEO會議上，I.T.Sorokina報道了利用SESAM作為鎖模元件，實現(xiàn)了80fs超短脈沖輸出。2012年，E.Sorokin等人利用SESAM，分別在1.61μm的Er光纖激光泵浦Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS 2.4μm激光器中實現(xiàn)了孤子鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)，脈寬分別為132fs(90mW)和130fs(130mW)。2014年，Sergey Vasilyev等人實現(xiàn)了多晶Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS的克爾透鏡鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)，泵浦源為1550nm的Er光纖放大器，Cr2+:ZnS的脈沖寬度為125fs,Cr2+:ZnSe的脈沖寬度在100fs～130fs。

2017年，土耳其的Canbaz等人基于克爾透鏡鎖模，利用Tm3+:YLF激光器，產(chǎn)生了一種新的2.3μm的飛秒脈沖源。如圖3所示，在腔內(nèi)采用未摻雜的2 mm厚的多晶ZnSe板，增強(qiáng)了克爾效應(yīng)以實現(xiàn)KLM。鎖模激光器在2.3μm波長時，可產(chǎn)生514 fs的脈沖，平均功率為14.4 mW。2015年，S.Vasilyev在2.4μm的大氣窗口下，基于超寬光譜的Cr:ZnSe和ZnSe介質(zhì)和啁啾鏡，實現(xiàn)了29fs的近周期量級的脈沖輸出[10]。2017年，意大利米蘭奧托尼卡納米技術(shù)研究所報道了一臺室溫下克爾透鏡鎖模Cr:ZnSe飛秒激光器，其工作波長約為2.4μm，在140～300MHz的重頻范圍內(nèi)，獲得了最小脈寬為47fs、對應(yīng)6個光周期、平均輸出功率為0.25W的自啟動近變換限幅脈沖串。飛秒脈沖序列具有光譜純度高、時間抖動小的特點。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]1 kHz nanosecond-pulsed room temperature Fe:ZnSe laser gain-switched by a ZnGeP2 optical parametric oscillator[J]. 李英一,楊科,劉高佑,姚寶權(quán),鞠有倫.  Chinese Optics Letters. 2019(08)



本文編號：3586115