ZnSe为基质材料掺杂的中红外固体激光器的技术发展
发布时间：2022-01-13 08:54
本文总结了目前可实现中红外激光输出的技术途径,介绍了各种类型中红外激光器的优缺点,重点分析了以ZnSe为基质材料掺杂的中红外固体激光器实现的技术途径,以及在国际上处于技术领先水平的几个实际系统,并对中红外激光器的技术现状和未来发展趋势进行了展望。
【文章来源】：化工技术与开发. 2020,49(09)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
1～15μm大气透过率谱[2-6]
扩大调谐范围一直是Cr2+:ZnSe激光器的研究重点。一直以来，Cr2+:ZnSe激光器很难获得小于2μm的波长输出，这是因为Cr2+:ZnSe的吸收光谱和发射光谱的重叠度较高(其吸收谱和发射谱见图2)，小于2μm的激光输出在晶体中仍然有较强的重吸收。土耳其的Dmirbas和Sennaroglu在2006年获得了输出波长为1880nm的连续工作的Cr2+:ZnSe的激光器。实验中，他们采用1570nm KTP光学振荡器腔内泵浦低掺杂Cr2+:ZnSe晶体，实现了1880～3100nm的连续调节，这是目前报道的调谐范围最宽的Cr2+:ZnSe激光器。2009年，I.S.Moskalev等人采用高质量的Cr2+:ZnS晶体和优化的热管理方案，以Er光纤激光作为泵浦源，实现了10.5W的激光输出，斜效率为43%，中心波长为2380nm，调谐范围1970nm～2760nm。超短脉冲和窄线宽是Cr:ZnSe激光研究的另一个方面。在2006年的CLEO会议上，I.T.Sorokina报道了利用SESAM作为锁模元件，实现了80fs超短脉冲输出。2012年，E.Sorokin等人利用SESAM，分别在1.61μm的Er光纤激光泵浦Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS 2.4μm激光器中实现了孤子锁模运转，脉宽分别为132fs(90mW)和130fs(130mW)。2014年，Sergey Vasilyev等人实现了多晶Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS的克尔透镜锁模运转，泵浦源为1550nm的Er光纤放大器，Cr2+:ZnS的脉冲宽度为125fs,Cr2+:ZnSe的脉冲宽度在100fs～130fs。
2017年，土耳其的Canbaz等人基于克尔透镜锁模，利用Tm3+:YLF激光器，产生了一种新的2.3μm的飞秒脉冲源。如图3所示，在腔内采用未掺杂的2 mm厚的多晶ZnSe板，增强了克尔效应以实现KLM。锁模激光器在2.3μm波长时，可产生514 fs的脉冲，平均功率为14.4 mW。2015年，S.Vasilyev在2.4μm的大气窗口下，基于超宽光谱的Cr:ZnSe和ZnSe介质和啁啾镜，实现了29fs的近周期量级的脉冲输出[10]。2017年，意大利米兰奥托尼卡纳米技术研究所报道了一台室温下克尔透镜锁模Cr:ZnSe飞秒激光器，其工作波长约为2.4μm，在140～300MHz的重频范围内，获得了最小脉宽为47fs、对应6个光周期、平均输出功率为0.25W的自启动近变换限幅脉冲串。飞秒脉冲序列具有光谱纯度高、时间抖动小的特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1 kHz nanosecond-pulsed room temperature Fe:ZnSe laser gain-switched by a ZnGeP2 optical parametric oscillator[J]. 李英一,杨科,刘高佑,姚宝权,鞠有伦. Chinese Optics Letters. 2019(08)
本文编号：3586115
【文章来源】：化工技术与开发. 2020,49(09)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
1～15μm大气透过率谱[2-6]
扩大调谐范围一直是Cr2+:ZnSe激光器的研究重点。一直以来，Cr2+:ZnSe激光器很难获得小于2μm的波长输出，这是因为Cr2+:ZnSe的吸收光谱和发射光谱的重叠度较高(其吸收谱和发射谱见图2)，小于2μm的激光输出在晶体中仍然有较强的重吸收。土耳其的Dmirbas和Sennaroglu在2006年获得了输出波长为1880nm的连续工作的Cr2+:ZnSe的激光器。实验中，他们采用1570nm KTP光学振荡器腔内泵浦低掺杂Cr2+:ZnSe晶体，实现了1880～3100nm的连续调节，这是目前报道的调谐范围最宽的Cr2+:ZnSe激光器。2009年，I.S.Moskalev等人采用高质量的Cr2+:ZnS晶体和优化的热管理方案，以Er光纤激光作为泵浦源，实现了10.5W的激光输出，斜效率为43%，中心波长为2380nm，调谐范围1970nm～2760nm。超短脉冲和窄线宽是Cr:ZnSe激光研究的另一个方面。在2006年的CLEO会议上，I.T.Sorokina报道了利用SESAM作为锁模元件，实现了80fs超短脉冲输出。2012年，E.Sorokin等人利用SESAM，分别在1.61μm的Er光纤激光泵浦Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS 2.4μm激光器中实现了孤子锁模运转，脉宽分别为132fs(90mW)和130fs(130mW)。2014年，Sergey Vasilyev等人实现了多晶Cr2+:ZnSe和Cr2+:ZnS的克尔透镜锁模运转，泵浦源为1550nm的Er光纤放大器，Cr2+:ZnS的脉冲宽度为125fs,Cr2+:ZnSe的脉冲宽度在100fs～130fs。
2017年，土耳其的Canbaz等人基于克尔透镜锁模，利用Tm3+:YLF激光器，产生了一种新的2.3μm的飞秒脉冲源。如图3所示，在腔内采用未掺杂的2 mm厚的多晶ZnSe板，增强了克尔效应以实现KLM。锁模激光器在2.3μm波长时，可产生514 fs的脉冲，平均功率为14.4 mW。2015年，S.Vasilyev在2.4μm的大气窗口下，基于超宽光谱的Cr:ZnSe和ZnSe介质和啁啾镜，实现了29fs的近周期量级的脉冲输出[10]。2017年，意大利米兰奥托尼卡纳米技术研究所报道了一台室温下克尔透镜锁模Cr:ZnSe飞秒激光器，其工作波长约为2.4μm，在140～300MHz的重频范围内，获得了最小脉宽为47fs、对应6个光周期、平均输出功率为0.25W的自启动近变换限幅脉冲串。飞秒脉冲序列具有光谱纯度高、时间抖动小的特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1 kHz nanosecond-pulsed room temperature Fe:ZnSe laser gain-switched by a ZnGeP2 optical parametric oscillator[J]. 李英一,杨科,刘高佑,姚宝权,鞠有伦. Chinese Optics Letters. 2019(08)
本文编号：3586115
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