最近、Shanxi大学のOptoelectronics研究所のLu Huadong教授の研究グループは、刺激された排出と光学パラメトリックプロセスを混合することにより、高安定性の狭いスペクトル近赤外レーザー出力を達成する方法を革新的に提案しました。レーザーパルス形成では大幅に減少し、出力レーザーのパルス幅を効果的に狭め、レーザーパルス{.のタイミングジッターを減少させました。 400 . 93 MHzが得られ、そのパルスタイミングジッターの標準偏差はわずか2.285 nsでした。この研究は、ロック制御せずにコンパクトで高出力の高い安定性狭いスペクトルレーザーを実現するための新しいアイデアを提供します。
近赤外光源（700〜1000 nm）は、材料の加工、生物医学、環境モニタリング、およびLIDARで広く使用されており、その優れた浸透と低散乱特性. .が、その出力波長は、さらにテラハツ語、視界のあるライト、および視認性の高いライトの範囲内で、視界のあるライトと視認性のある波長に広く拡張できます。セキュリティ検出、レーザー通信、レーザー投影、リソグラフィ.など
現在、ゲインスイッチのチタンサファイアレーザーは、通常、高出力、狭狭いスペクトルナノ秒パルス近赤外レーザー出力.を達成するために使用されますが、チタンサファイアクリスタルは高出力でポンプで汲み上げると熱効果を生成します。サファイアレーザーは低電力で動作します。さらに、532 nmレーザーを使用して光学パラメトリックオシレーターをポンプするために、低ポンプ速度.のためにパルスタイミングには深刻なジッターがあります。プロセス、出力信号ライトのスペクトル幅は、高出力{.でポンプで送られると大きくなります。スペクトル幅を効果的に狭めるためには、高品質の狭いスペクトルレーザーの助けを借りて注入およびロックする必要があります。
現在の技術的困難を克服するために、研究グループは、刺激された放出と光学パラメトリックプロセス.最初に、獲得した光学パラメトリックプロセスの前後にレーザーパルス出力の動的プロセスを混合した、刺激された放出と光学パラメトリックプロセス.の動的プロセスを混合することにより、高い安定性の狭いスペクトル近赤外レーザー出力を達成する方法を提案しました。図1に示すように.を分析した.、ゲインスイッチ付きレーザーで、ゲイン培地がポンプで汲み上げられると、ドープイオンがレーザーの上部エネルギーレベルに迅速に展開され、レーザーパルス出力が自発的発光の作用の下で形成され、発光が刺激されます。そして、光学パラメトリックプロセスが共振キャビティに導入されると、光パラメトリックプロセスのより大きな非線形変換効率がレーザーパルス形成プロセスの刺激放出速度を高め、自然発光項の割合を減らし、パルス確立時間とパルス幅が出力レーザーの{8つの間では、遅延していないことがあります。パルス光パラメトリックプロセスでは、出力レーザーのパルスタイミングジッターが大幅に改善されます.
研究グループは、図2. Ti：サファイア結晶とLBOの非線形結晶に示すように、混合刺激放出と光学パラメトリックプロセスを備えた近赤外レーザーを設計しました。パラメトリックプロセス、6 kHzの繰り返し周波数を持つ2セットのナノ秒パルス532 nmレーザーがポンプ源として使用され、遅延/パルスジェネレーターを使用して、2つのポンプ源のパルスシーケンスを同期させ、パルスタイミング.を制御し、{5}}を使用します。 0 . 5 mmおよび10 mmと4つの組み合わせた複屈筋フィルターの厚さが共鳴キャビティに挿入されます{.最後に、自己注射リフレクターが出力ミラーの後に挿入され、Ti：Saphire Parmetsの光の光の伝播方向を確保することができます。
In the experiment, the pulse timing of the two pump lights is controlled by a delay/pulse generator, and the time domain characteristics of the output laser after the introduction of the optical parametric process are optimized, as shown in Figure 3. After the optical parametric process is introduced into the gain-switched laser, the signal light generated by the optical parametric process greatly reduces the proportion of the spontaneous emissionレーザーのパルス形成プロセスのプロセス、同時に刺激放出速度を強化するため、出力レーザーのパルス幅は66 . 3 nsに削減され、18 . 9 nsに減少し、パルス確立時間は372.9 nsから310 nsに短縮されます。同時に、光学パラメトリックプロセスにおけるポンプライトと信号光パルスの間の遅延がないことの特性により、ゲインスイッチ付きレーザーのパルスタイミングジッターも大幅に改善され、標準偏差は9.926 nsから2.285 NSに減少します。
ゲインスイッチレーザーに光パラメトリックプロセスを導入し、2つのポンプ光パルスのタイミングを最適化した後、図4（A）に示すように、7 . 75 W 830 nmレーザー出力が最終的に達成され、その電力安定性が0 . 85％（RMS）よりも優れていました。縦方向モードの特性は、スキャンFPキャビティ（SA 210-8 B、Thorlabs）を使用して測定され、結果は、図4（b）に示すように、最大出力電力で良好な単一縦方向モード動作を維持できることを示しました。横方向モードの特性は、ビーム品質アナライザー（M2MSBC207VIS/M、Thorlabs）を使用して測定され、図4（c）に示すように、ビーム品質のM2因子はX方向とY方向でそれぞれ1.37および1.47よりも優れていました。同時に、図4（d）に示すように、ビラ屈筋フィルターのチューニング角とLBO結晶の温度を同期的にスキャンすることにより、764.90 nmから873.43 nmの広範な波長チューニングが達成されました。
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チームは、刺激された放射と光学パラメトリックプロセスを混合することにより、高安定性の高エネルギー近赤外レーザー出力を実現する方法を作成し、コンパクトな構造、高い安定性、狭いスペクトル幅を持つ近赤外レーザーを実現しました。 .最後に、最大出力電力が7 . 75 Wと400.93 MHzのスペクトル幅を持つコンパクトな830 nm近赤外レーザーが達成されました。
