Récemment, le groupe de recherche du professeur Lu Huadong de l'Institut d'optoélectronique de l'Université Shanxi a proposé de manière innovante une méthode pour obtenir une sortie laser à spectre étroite à haute stabilité en mélangeant des émissions stimulées et des processus paramétriques optiques . Le processus de formation d'impulsions laser a été considérablement réduit, rétrécissant efficacement la largeur d'impulsion du laser de sortie et réduisant la gigue de synchronisation de l'impulsion laser . Enfin, une puissance de sortie nanoseconde 830 nm et une largeur laser infrarouge La MHz a été obtenue et l'écart type de sa gigue de synchronisation d'impulsion n'était que de 2,285 ns. Cette étude fournit une nouvelle idée pour réaliser un laser compact, de haute puissance et à spectre étroit à spectre étroit sans contrôle de verrouillage.
Des sources d'éclairage proche infrarouge (700 ~ 1000 nm) ont été largement utilisées dans le traitement des matériaux, la biomédecine, la surveillance environnementale et le LiDAR en raison de leur excellente technologie de pénétration et de leur longueur d'onde de diffusion peuvent être étendues à Térahertz, à des applications moyennes et à la lumière visible et à des groupes ultra-infrarouge Détection de sécurité, communication laser, projection laser et lithographie .
À l'heure actuelle, les lasers en saphir en titane à commutation gain sont généralement utilisés pour obtenir une puissance laser à impulsion nanoseconde à spectre étroite haute puissance ., les cristaux de saphir de titane produiront des effets thermiques lorsqu'ils sont pompés à haute puissance, qui restreint sérieusement la puissance de sortie, l'efficacité de la conversion et la qualité du laser {{5} lorsque la qualité de titanium du titanium du laser {5} laser is operated at low power, the pulse timing has serious jitter due to the low pumping rate. In addition, using 532 nm laser to pump optical parametric oscillators is also an effective method to generate near-infrared laser output. Although this method is not restricted by thermal effects, due to the inherent large acceptance bandwidth of the phase matching process, the La largeur spectrale de la lumière du signal de sortie est grande lorsqu'elle est pompée à haute puissance . afin de rétrécir efficacement sa largeur spectrale, il doit être injecté et verrouillé à l'aide de lasers à spectre étroit de haute qualité, qui non seulement augmente le coût de la source de lumière, mais affecte également la stabilité du système ., mais affecte également la stabilité du système ., mais affecte également la stabilité du système ., mais affecte également la stabilité du système ., mais affecte également la stabilité du système .
Afin de surmonter les difficultés techniques actuelles, le groupe de recherche a proposé une méthode pour obtenir une sortie laser à spectre étroite à haute stabilité en mélangeant d'abord les émissions stimulées et la production paramétrique optique avant et après l'introduction du processus paramétrique optique dans le Ti: Saphire Laser a été le laser saphire Analysé . Comme le montre la figure 1, dans le laser à commutation de gain, lorsque le milieu de gain est pompé, les ions dopés sont rapidement déployés dans le niveau d'énergie supérieur du laser, puis la production d'impulsion laser se forme sous l'action d'émission spontanée et d'émission stimulée; Et lorsque le processus paramétrique optique est introduit dans la cavité résonante, l'efficacité de conversion non linéaire plus grande du processus paramétrique optique peut améliorer le taux d'émission stimulé dans le processus d'établissement d'impulsion laser et réduire la proportion de termes d'émission spontanés, {8} en plus Impulsion Dans le processus paramétrique optique, la gigue de synchronisation du laser de sortie est considérablement améliorée .
Le groupe de recherche a conçu un laser proche infrarouge avec des émissions mixtes d'émission stimulées et des processus paramétriques optiques comme le montre la figure 2.} Ti: Crystal saphir et le cristal non linéaire LBO sont respectivement . pour contrôler flexible le délai entre le TI: SAPHIRE et le signal de la lumière du délai de dénombre parametric process, two sets of nanosecond pulse 532 nm lasers with a repetition frequency of 6 kHz are used as pump sources, and a delay/pulse generator is used to synchronously trigger the pulse sequences of the two pump sources and control the pulse timing. In addition, in order to narrow the spectrum width of the Ti:sapphire laser, etalons with Des épaisseurs de 0 . 5 mm et 10 mm et quatre filtres biréfringents combinés sont insérées dans la cavité résonante . Enfin, un réflecteur d'auto-injection est inséré après le miroir de sortie pour s'assurer que la direction de propagation du Ti: Sapphire Oscillating Light dans la cavité est cohérente avec celle du procédé optique.
Dans l'expérience, la synchronisation d'impulsions des deux feux de pompe est contrôlée par un générateur de retard / impulsion, et les caractéristiques du domaine temporel du laser de sortie après l'introduction du processus paramétrique optique sont introduites, comme le montrent le gain de gain de gain, la lumière générée par le processus par paramétrique optique est formidable le procédés de la proportion par le processus par paramétrique optique du processus épouvantable de la proportion de la réduction du processus optique par paramétrique optique. Le processus d'émission dans le processus de formation d'impulsions du laser et améliore en même temps le taux d'émission stimulé, de sorte que la largeur d'impulsion du laser de sortie est réduite de 66 . 3 ns à 18 . 9 ns, et le temps d'établissement de la pouls est raccourci de 372,9 ns à 310 ns. Dans le même temps, en raison de la caractéristique de l'absence de retard entre la lumière de la pompe et l'impulsion de la lumière du signal dans le processus paramétrique optique, la gigue de synchronisation d'impulsion du laser à commutation de gain est également considérablement améliorée et son écart-type est réduit de 9,926 ns à 2,285 ns.
Après avoir introduit le processus paramétrique optique dans le laser à commutation de gain et optimisé le synchronisation des deux impulsions de lumière de la pompe, une sortie laser 7 . 75 W 830 nm a finalement été réalisée, et sa stabilité de puissance était meilleure que 0 .} 85% (RMS), comme indiqué dans la figure 4 (A); Les caractéristiques du mode longitudinal ont été mesurées à l'aide d'une cavité FP à balayage (SA 210-8 B, Thorlabs), et les résultats ont montré qu'il pouvait maintenir un bon fonctionnement en mode longitudinal unique à la puissance de sortie maximale, comme le montre la figure 4 (b); Les caractéristiques du mode transversal ont été mesurées à l'aide d'un analyseur de qualité de faisceau (M2MSBC207VIS / M, Thorlabs), et le facteur M2 de qualité du faisceau était meilleur que 1,37 et 1,47 dans les directions x et y, respectivement, comme le montre la figure 4 (c). Dans le même temps, en balayant de manière synchrone l'angle de réglage du filtre biréfringent et la température du cristal LBO, une large gamme de réglage de la longueur d'onde de 764,90 nm à 873,43 nm a été réalisée, comme le montre la figure 4 (d).
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L'équipe a créé une méthode pour obtenir une sortie laser à grande énergie à haute stabilité à haute énergie, en mélangeant des émissions stimulées et des processus paramétriques optiques, et a réalisé un laser proche infrarouge avec une structure compacte, une stabilité élevée et une largeur spectrale étroite . Amélioré . Enfin, un laser infrarouge proche de 830 nm compact avec une puissance de sortie maximale de 7 . 75 W et une largeur spectrale de 400,93 MHz ont été obtenus, avec une largeur d'impulsion aussi étroite que 18,9 ns et une déviation standard de la gnible d'impulsion à 2,285 ns.
