최근 Shanxi University의 Optoelectronics 연구소의 Lu Huadong 교수의 연구 그룹은 자극 된 방출 및 광학적 파라 메트릭 프로세스를 혼합하여 높은 안정성 좁은 스펙트럼 근적외선 레이저 출력을 달성하는 방법을 제안했습니다. 레이저 펄스 형성 공정은 크게 감소하여 출력 레이저의 맥박 폭을 효과적으로 좁히고 레이저 펄스의 타이밍 지터 . 마지막으로 나노 초 펄스 830 nm 근적외선 레이저 출력 7 . 75 W 및 스펙트럼 상위의 스펙트럼 상점을 사용합니다. 400 . 93 MHz가 얻어졌으며, 펄스 타이밍 지터의 표준 편차는 2.285 ns에 불과했습니다. 이 연구는 잠금 제어없이 소형, 고출력, 높은 안정성 좁은 스펙트럼 레이저를 실현하기위한 새로운 아이디어를 제공합니다.
근적외선 광원 (700 ~ 1000 nm)은 비선형 주파수 변환 기술을 통해 탁월한 침투 및 낮은 산란 특성 .로 인해 재료 가공, 생물 의료, 환경 모니터링 및 Lidar에 널리 사용되어 왔으며, 출력 파장은 Terahertz, 중간 밴드, 초강도 밴드에 더욱 확장 될 수 있습니다. 보안 감지, 레이저 통신, 레이저 프로젝션 및 리소그래피와 같은 응용 프로그램 .
현재, 게인 스위치 티타늄 사파이어 레이저는 일반적으로 고출력, 좁은 스펙트럼 나노초 근적외선 레이저 출력 .를 달성하는 데 사용됩니다. 그러나 티타늄 사파이어 크리스탈은 높은 전력에서 펌핑 될 때 열 효과를 생성 할 때 Laser의 전환 효율 및 빔 품질이 심각하게 제한 될 때 열 효과를 생성합니다. 사파이어 레이저는 저전력에서 작동하며, 펄스 타이밍은 펌핑 속도가 낮기 때문에 심각한 지터가 있습니다. . 또한 532 nm 레이저를 사용하여 광학 파라 메트릭 발진기를 펌핑하기 위해 532 nm 레이저를 사용하여 근적외선 레이저 출력을 생성하는 효과적인 방법 . . . . . {9} {{9} {9 {9 {9 {9 {9 {9하십시오. 프로세스, 출력 신호 표시등의 스펙트럼 폭은 고전력 .에서 펌핑 될 때 큽니다. . 스펙트럼 너비를 효과적으로 좁히기 위해서는 고품질의 좁은 스펙트럼 레이저의 도움으로 주입 및 잠겨 있어야하며, 이는 광원의 비용을 증가시킬뿐만 아니라 시스템의 안정성에도 영향을 미칩니다.
현재의 기술적 어려움을 극복하기 위해 연구 그룹은 자극 된 방출 및 광학 파라 메트릭 프로세스를 혼합하여 높은 안정성 좁은 좁은 좁은 좁은 좁은 좁은 근적외선 레이저 출력을 달성하는 방법을 제안했다. 이득 전환 레이저에서, 이득 매체가 펌핑 될 때, 도핑 된 이온은 레이저의 상부 에너지 수준에 빠르게 배치 된 다음, 레이저 펄스 출력은 자극 된 방출의 작용하에 형성된다; 광학 파라 메트릭 프로세스가 공진 캐비티에 도입 될 때, 광학 파라 메트릭 프로세스의 더 큰 비선형 변환 효율은 레이저 펄스 형성 공정에서 자극 된 방출 속도를 향상시키고 자발 방출 항의 비율을 감소시킬 수 있으므로 펄스 설정 시간과 펄스 폭이 펌프 라이트의. 이후에 펌프가 짧지 않게합니다. 펄스 광학 파라 메트릭 프로세스에서 출력 레이저의 펄스 타이밍 지터가 크게 개선되었습니다 .
연구 그룹은 그림 2. Ti : Sapphire Crystal 및 LBO 비선형 결정에 표시된 것처럼 혼합 자극 된 방출 및 광학 파라 메트릭 프로세스를 갖는 거의 근적외선 레이저를 설계했습니다. Sapphire Nonlinear Crystal은 각각 이득 매체 및 광학 파라 메트릭 매체로 단일 공명 공동에 삽입됩니다. 파라 메트릭 프로세스, 반복 주파수가 6kHz 인 2 세트의 나노 초 펄스 532 nm 레이저는 펌프 소스로 사용되며, 지연/펄스 생성기는 두 펌프 소스의 펄스 시퀀스를 동기화하고 펄스 타이밍을 제어하는 데 사용됩니다 ({5}}} .}}.}.}.}.. 0 . 5 mm 및 10 mm의 두께는 공진 캐비티 . 4 개의 결합 된 Birepringent 필터가 출력 미러 후에 자체 주입 반사기가 삽입되어 TI : Sapphire 진동 광의 전파 방향이 동굴에서 상당한 상당한 과정의 신호와 일치하도록 보장합니다.
실험에서, 두 펌프 조명의 펄스 타이밍은 지연/펄스 생성기에 의해 제어되며, 광학 파라 메트릭 프로세스에 의해 나타난 후, 광학 파라 메트릭 프로세스에 의해 도입 된 후, 광학 파라 메트릭 프로세스의 도입 후 출력 레이저의 시간 도메인 특성은 최적화된다. 레이저의 펄스 형성 공정에서의 방출 공정 및 동시에 자극 된 방출 속도를 향상시켜 출력 레이저의 펄스 폭이 66 . 3 ns ~ 18 . 9 ns에서 감소하고 372.9 ns에서 310 NS에서 펄스 설정 시간이 짧아집니다. 동시에, 광학 파라 메트릭 프로세스에서 펌프 라이트와 신호광 펄스 사이의 지연이없는 특성으로 인해, 게인 전환 레이저의 펄스 타이밍 지터도 크게 개선되고 표준 편차는 9.926 ns에서 2.285 ns로 감소된다.
이득 전환 레이저에 광학 파라 메트릭 프로세스를 도입하고 두 펌프 라이트 펄스의 타이밍을 최적화 한 후 7 . 75 W 830 nm 레이저 출력이 최종적으로 달성되었으며, 그 전력 안정성은 그림 4 (a)에 표시된 것처럼 0. 85% (RMS)보다 우수했습니다. 종 방향 모드 특성은 스캐닝 FP 캐비티 (SA 210-8 B, Thorlabs)를 사용하여 측정되었으며, 결과는도 4 (b)에 도시 된 바와 같이 최대 출력 전력에서 우수한 단일 세로 모드 작동을 유지할 수 있음을 보여 주었다; 가로 모드 특성은 빔 품질 분석기 (M2MSBC207vis/m, Thorlabs)를 사용하여 측정되었으며, 빔 품질 M2 인자는 각각 X 및 Y 방향에서 1.37 및 1.47보다 우수했습니다. 동시에, 복굴절 필터의 튜닝 각도와 LBO 결정의 온도를 동기로 스캔함으로써,도 4 (d)에 도시 된 바와 같이 764.90 nm에서 873.43 nm까지의 광범위한 파장 튜닝이 달성되었다.
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이 팀은 자극 된 방출 및 광학 파라 메트릭 프로세스를 혼합하여 높은 안정성, 고 에너지 근적외선 레이저 출력을 달성하고 소형 구조, 높은 안정성 및 좁은 스펙트럼 폭 .를 실현하여 이득선 레이저에서 광학적 파라 미트 프로세스를 도입함으로써 .를 실현했습니다. 개선 된 . 마지막으로, 최대 출력 전력이 7 . 75W 인 소형 830 nm 근적외선 레이저와 400.93 MHz의 스펙트럼 폭이 18.9 ns만큼 좁은 폭을 달성하고 2.285 ns로 감소했습니다.
