中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究-论文.pdf

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1、第44卷第9期激光与红外Vo1．44，No．92014年9月LASER＆INFRAREDSeptember，2014文章编号：1001-5078(2014)09-0991-03·激光器技术·中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究何利杰，侯天禹，魏磊，韩隆，王克强(固体激光技术重点实验室，北京100015)摘要：采用110W光纤耦合输出二极管激光器泵浦Tm：YAP晶体，测量了晶体热焦距与吸收泵浦功率的关系，依此设计了基波谐振腔，得到最高32w的2m基波输出。计算了2m激光泵浦I类相位匹配ZGP．OPO的相位匹配曲线，得到

2、中波输出时的相位匹配角。用脉冲基波泵浦ZGP—OPO，最高输出10．5w中波激光。测量了中波激光的光谱和光束质量，波长峰值分别是3．45m和4．8m，光束质量因子M2=4．6。关键词：激光器；中波激光；光参量振荡器；热焦距；磷锗锌中图分类号：TN753．91文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2014．09．007Experimentalstudyonmid—infraredZGPopticalparametricoscillatorHELi-jie，HOUTian—yu，WE

3、ILei，HANLong，WANGKe—qiang(KeyLaboratoryofSolid—stateLaserTechnology，Beijing100015，China)Abstract：A110Wfiber—coupledLDisusedtopumptheTm：YAPcrysta1．Therelationofthermalfocallengthandabsorbedpumppowerismeasured．Accordingtotherelation，theresonatoroffoundamentalwa

4、veisdesigned，andamaximumoutputpowerof32Watawavelengthof2Ixmisobtained．ThetypeIphase—matchingcurveofZGP—OPOthatpumpedbythelaserat2}xmiscalculated，andthephase—matchingangleisobtainedwhentheZGP—OPOgener-atesmid-infraredlaser．TheZGP—OPOthatispumpedbypulsed~undame

5、ntalwaveproducesamaximummid—infra-redoutputpowerof10．5W．Thepeakwavelengthis3．45pLmand4．8txmrespectively，andtheopticalqualityfactoriS4．6．Keywords：lasers；mid-infraredlaser；OPO；thermalfocallength；ZGP1引言浦KTP—OPO技术、掺杂Tm激光晶体直接输出和3～5ixm中波激光源在红外干扰武器系统中有掺杂Ho¨激光晶体直接输出等

6、。近年来，掺杂重要应用。此波段激光源包括自由电子激光器、气Tm“、Ho“晶体直接输出2m激光技术途径发展体激光器、化学激光器和光学参量振荡器(OPO)迅速，KTP-OPO的途径因为输出光束质量差，结构等⋯。随着各种新型、优异的非线性晶体的研制成复杂而逐渐被淘汰。掺杂Ho的激光晶体吸收谱功，中波红外光学参量振荡器逐渐成为国内外研究峰值在1．9m处，目前还不能用LD直接泵浦。掺的热点。磷锗锌(ZnGeP)晶体，简称ZGP，因其具杂Tm¨的激光晶体在800nm附近有吸收峰，适合有高非线性系数(75pm／V)、宽的透明波

7、段(0．7一商用激光二极管泵浦。因此，LD泵浦掺杂Tm¨激l2m)、高导热率(0．36W／(cm·K))和较高的损光晶体成为2LLm激光源的主要途径之一。伤阈值(10j／cm)[23成为高功率中红外光参量振荡本文报道了采用波长795Bin，最高输出功率110器首选的工作物质。泵浦ZGP-OPO一般需要波长2m的激光源。作者简介：何利杰(1982一)，男，本科，工程师，主要从事全固态产生2m激光的主要技术途径有：1064nm激光泵激光器和光学参量振荡器的研究工作。E—mail：helijie@~iyun．com收稿

8、日期：2014-02-14992激光与红外第4J4卷w的光纤耦合输出激光二极管端面泵浦Tm：YAP晶宽在热透镜焦距大幅变化时基本不变，谐振腔具有体，泵浦功率110W时获得32w的2肌激光输出。热稳定性。以此泵浦I类相位匹配的双谐振ZGP光参量振荡器，最2．2ZGP晶体相位匹配角的计算高得到10．5W中波激光输出。光参量振荡器采用ZGP晶体作为非线性晶体，2方案设计ZGP的