Да ли знате за средње инфрацрвене чврсте ласере? (2. део)

Средњи инфрацрвени ласер у чврстом стањуса таласном дужином од 3 ~ 5 μм има предности високе ефикасности, мале величине и мале тежине и има важну примену у индустрији, медицинском лечењу, војсци, итд. Развој великог, висококвалитетног средњег инфрацрвеног ласера кристални и инфрацрвени извори ласерске пумпе велике снаге са дужим излазним таласним дужинама постао је један од будућих праваца развоја средњег инфрацрвеног ласера ​​у чврстом стању.

Затим говоримо о технологији генерисања средњег инфрацрвеног чврстог ласера.

(2) Чврсти ласер допиран холмијумом

Кохерентни извор светлости у опсегу од 2 μм има релативно високу пропусност у ваздуху и идеалан је извор светлости за мерење брзине ветра, кохерентни Лидар, даљинско испитивање и друге апликације.

Појачавајући медијум допиран холмијум јоном може директно да генерише ласер од око 2,1 µм. Холмијум јони имају врхове апсорпције скоро видљиве светлости и 1,9 µм. Ранији холмијум ласери су пумпани помоћу блиц лампе, а ко-допирани јони као што је Тм3 плус су додавани у медијум за појачавање као сензибилизатори, што није погодовало постизању високе ефикасности конверзије на собној температури.

Тренутно је идеалан начин да се користи ласер од 1,9 µм генерисан ласером допираним тулијем за директно пумпање холмијумског кристала, или да се користи полупроводнички ласер од око 1908 нм као извор пумпања, који може постићи стабилан и ефикасан излаз холмијум ласера ​​на собна температура.

(3) Чврсти ласер допиран ербијумом

Прелаз 4И 11/2 → 4И 13/2 Ер3 плус може да произведе ласер у опсегу од 2,7 ~ 3 μм у различитим супстратима, који се може директно добити ксенонском лампом и ЛД пумпањем високе концентрације допинга материјала Ербијума. Релативно зрели материјали који се проучавају укључују Ер: ИАГ, Ер: ИЛФ, Ер: ИСГГ, Ер: ГСГГ, Ер: БИФ, итд. Последњих година постоје и студије о оксидној ласерској керамици као матричним материјалима, као што је Ер: ЛуО3 , Ер: И2О3, итд.

Топлотна проводљивост кристала ГСГГ је ниска, постоји озбиљан ефекат термичког сочива и тешко је постићи високу фреквенцију понављања, велику снагу и висок квалитет снопа средњег инфрацрвеног ласерског излаза; ИСГГ матрични материјал се може користити за средње и мале снаге чврстог ласера ​​са ниском фреквенцијом понављања, а енергија фонона је ниска, а утицај вишефононске нерадијативне транзиције је мали.

Технологија раста ИАГ кристалне матрице је зрела, лака за допирање, има високу топлотну проводљивост, висок праг ласерског оштећења и одлична физичка и хемијска својства. У поређењу са ИАГ кристалом, напон кристалне структуре ИЛФ и термички стрес су већи, постоји одређени ефекат термичког сочива, а процес раста кристала је тежак. Режим пумпања Ер: ИАГ ласера ​​је углавном подељен на пумпање ксенонске лампе, ЛД бочно пумпање и ЛД крајње пумпање, које може да произведе ласер од 2940 нм са вршном снагом и великом енергијом.

(4) Чврсти ласер са елементом прелазног метала са хромом и гвожђем

Јони прелазних метала Цр2 плус, Ни2 плус, Цо2 плус и Фе2 плус показују боље ласерске особине средњег инфрацрвеног спектра у полупроводничким материјалима групе Ⅱ-Ⅵ, посебно полупроводничким кристалима допираним Цр2 плус јонима, као што су Цр2 плус:ЗнСе, Цр2 плус: ЗнС, имају добра флуоресцентна својства на собној температури, широк опсег подешавања и високу квантну ефикасност. Цр2 плус :ЗнСе има опсег подешавања таласне дужине од око 2200-2700 нм, а Цр2 плус :ЗнС кристали имају излазни опсег од 2100-2700 нм.

(5) Средњи инфрацрвени ласер заснован на нелинеарној технологији

①Средњи инфрацрвени полупроводнички ласер разлике фреквенције

Када два ласерска зрака са фреквенцијском разликом упадну на нелинеарни кристал, генерише се нови ласер чија је фреквенција разлика фреквенције два ласерска зрака. Као и сваки други нелинеарни процес, овај процес мора да достигне одређене граничне услове. На основу технологије разлике фреквенције могу се добити извори светлости у опсегу видљивих до 30 µм, који се у већини случајева користе за постизање далеких инфрацрвених таласа.

②Средњи инфрацрвени ласер за параметарске осцилације

Ако се нелинеарни медијум стави у оптички резонатор, пумпана светлост пада на нелинеарни кристал, производећи два нова нискофреквентна светла (сигнално светло и светло у празном ходу), пумпано светло, сигнално светло и светло у празном ходу много пута кроз нелинеарни медијум, када је појачање сигналног светлосног таласа и светла у празном ходу веће од њиховог губитка у резонатору, у резонатору се формира ласерска осцилација.

Ово је оптички параметарски осцилатор (ОПО). Кроз дизајн премаза резонаторског огледала, може се изабрати жељена излазна фреквенција ласера.

Као што је приказано на слици. ωп је оптичка фреквенција пумпања, ωс је оптичка фреквенција сигнала, ωи је оптичка фреквенција мировања и испуњава однос ωп=ωс плус ωи.

Резонатор оптичког параметарског осцилатора може бити резонантан и за сигнално светло и за светло у празном ходу или за једну од фреквенција. Први се често назива параметарски осцилатор са двоструком резонанцом (ДРО), а други се често назива једнорезонансни оптички параметарски осцилатор (СРО).

Три снопа светлости која се простире у кристалу треба да задовоље услов фазног подударања, односно у вези са индексом преламања оптичке таласне дужине у кристалу, ако пумпана светлост пада на фиксној таласној дужини, промена индекса преламања нелинеарни кристал ће променити таласну дужину сигналне светлости и светла у празном ходу, тако да добије нови услов фазног подударања и постигне подешавање таласне дужине.

Подешавање угла се може постићи коришћењем односа између анизотропног кристалног двоструког преламања и угла, или се подешавање температуре може постићи променом температуре. Периодично подешавање се такође може извршити променом кристалног периода за периодичне поларизоване кристале.

Подешавање угла се може постићи коришћењем односа између анизотропног кристалног двоструког преламања и угла, или се подешавање температуре може постићи променом температуре. Периодично подешавање се такође може извршити променом кристалног периода за периодичне поларизоване кристале.

Нелинеарни кристали су кључне компоненте ласера ​​параметарских осцилација средњег инфрацрвеног спектра. Уобичајени средње инфрацрвени нелинеарни кристали укључују КТП, КТА, ЗнГеП2 (ЗГП), АгГаС2, ЛиНбО3 (ЛН), ЛиТаО3 (ЛТ), ППЛН, ППЛТ, ППКТП, ППКТА. ППЛН, ППЛТ, ППКТП и ППКТА припадају периодно поларизованим кристалима и имају високу ефикасност конверзије. Додавање МгО у ППЛН и ППЛТ може побољшати праг оштећења кристала.

Контакт информације:

Ако имате било какву идеју, слободно разговарајте са нама. Без обзира где се налазе наши купци и који су наши захтеви, ми ћемо следити наш циљ да нашим купцима пружимо висок квалитет, ниске цене и најбољу услугу.