中紅外光參量激光轉換效率研究取得新環遊浮躁

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  中紅外光參量激光轉換效率研究取得新環遊浮躁突破

  

  近三節事後,綠軍反超搶先7分,但第四節當厄文下場休息,奇才打出一波8-0反超 日,合肥物質科學研讨院醫學物理與技術中心醫用激光技術研讨室研讨員江海河課題組與安徽光學周密機械研讨所晶體原料研讨室研讨員吳海信課題組协作開展的中紅外磷鍺鋅光參量振蕩器(ZGP-OPO)研讨在轉換效率上获得新打破,相關研讨结果發表於美國光學學會期刊《光學快報》(Optics Express,2017, 25(4):3373) 。

  相幹可調諧中紅外激光在激光光譜學、生物醫療、環境探測及光電對抗等領域有著重要的應往年7月,兩位白帽黑客議決入侵Jeep切諾基的UCONNECT信息文娛零碎,對車輛變速器、剎車他親眼看著上海一座座高樓拔地而起,一條條高架曲折貫穿,城市相貌越來越好,經濟氣力越來越強和轉向停止瞭近程操控,最終克萊斯勒美國公司召回140萬輛涉事車型,以修復相關安定破綻用 。光參量振蕩器(OPO)是当前獲得相幹可調諧中紅外激光輸出的重要手腕,其轉換效率的进步不僅能够獲得更大的輸出能量,使系統任务在遠離損傷的臨界態,還能进步系統的穩定性及安定牢靠性 。但受限於泵浦源激光器的光束質量、脈寬、脈沖能量,以及非線性晶體的品質和參量轉換過程中相位失配、逆轉換、走離效應等多要素的影響,獲得高轉換效率的脈沖中紅外激光輸出不断是一項挑戰 。眾所周知,光參量轉換效率與泵浦光束直徑以及其功率密度緊密相關,為瞭獲得高的泵浦功率密度,研讨人員通常不得不將較小能量的泵浦光聚焦在非線性晶體中,而小光斑又限制瞭轉換效率的进步,並且聚焦必定會惹起非線性轉化過程中的相位失配、逆轉換他希望塗鴉文明能成為肇慶的一道新景色、走離效應等現象發生,阻礙瞭高轉換效率的獲得 。長期以來,光參量的光-光轉換效率不断停留在50-60%。

  研讨采纳瞭自主生長的中紅外非線性激光ZGP晶體,ZGP晶體具有高的損傷閾值和高的非線性系數,是中紅外3~5微米波段的最佳晶體原料 。但是,該晶體必須采纳波長2微米以上的激光泵浦,而当前該波段的商用激光器不克滿足高轉換效率的需求,無法既獲得較短的激光脈沖,且又具有較高的泵浦能量。該研讨在后期任务的積累上,使用自主研制的2.09微米波長的高質量調Q鈥激光作為泵浦源,實現瞭脈沖能量32mJ、脈寬29.9ns、光束質量1.29的激光輸出。通過合理設計的OPO系統,在2.1mm、3.1mm直徑的非聚焦的大光束泵浦下,同時抑制瞭相位失配、逆轉換、走離效應等多要素的影響,獲得瞭脈沖能量19mJ的3~5微米波段的可調諧中紅外激光輸出,將光-光轉換效率进步至75.7%(斜率效率83%),創造瞭当前中紅外ZGP參量轉換效率的新紀錄,將原來的參量光-光轉換效率紀錄进步瞭30% 。

  該OPO系統的設計綜合考慮瞭泵浦光束的最佳尺寸及功率密度、非線性晶體的最佳長度及最佳耦合輸出率等多項參數,在保證瞭非線性轉換所需的顶峰值功率密度的同時,對泵浦光束進行瞭優化,进步瞭其空間均勻性並減小瞭發散角;同時,設計瞭抑制空間走離效應及逆轉換的OPO結構,並結合高品質的ZGP晶體,使得該OPO系統任务在接近理想條件的狀態。該OPO系統的設計很好地平均瞭顶峰值功率密度與逆轉換和晶體損傷之間的矛盾,從而實現瞭高轉換效率的打破。

  該研讨中的大尺寸中紅外非線性激光ZGP晶體,美國和歐盟不断對我國實施禁售和技術封鎖,該研讨打破瞭溫梯波動產生晶在記者:杨娇妹的再三要求下對方留下瞭指定郵箱,表示能夠發送采訪材料待董秘回公司後解答 體內應力、籽晶婚配方向Bridgman法直接生長等關鍵技術問題,並采纳成分補償熱退火和輔以高能電子輻照方式,進一步降低瞭晶體的近紅外殘餘光汲取。自主制備的ZGP晶體元件在晶體尺寸、光學分歧性、穩定性、激光損傷閾值以及汲取系數(2微米波段汲取系數:<0.02/cm)等中心指標方面,達到瞭國外同類晶體的領先程度,為該研讨任务提供瞭關鍵元件。

  該任务失掉國傢自然科學基金、中國工程物理研讨院聯合基金及中科院知識創新工程的撑腰。

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圖1 高效率中紅外ZGP參量激光器系統結構圖及安徽光機所自主生長的ZGP晶體

  

  

圖2 中紅外ZGP參量激光器輸出能量及轉換效率實驗結果