1908 nm Tm:YLF レーザーでポンプされた二重共振の中赤外線 PPMgLN 光学パラメトリック振動器

科学分野:

• レーザー物理学 レーザー物理学
• 非線形光学は,非線形光学である.
• マテリアルサイエンス 材料科学

背景:

• 高電源の中赤外線 (MIR) 源は,スペクトロスコピーや遠隔感知など,様々な用途に不可欠です.
• 効率的で調節可能なMIR光学パラメトリック振動器 (OPO) の開発は,レーザー技術における重要な課題です.

研究 の 目的:

• 高電力の中赤外線 (MIR) 光学パラメトリック振動器 (OPO) を報告する.
• 2μm近くのOPOの平均電力,ピーク電力,単一パルスエネルギーで記録的な性能を達成するために.

主な方法:

• ポンプソースとして1908nmで動作するダイオードエンドポンプ,音声光学QスイッチTm:YLFレーザーを利用しました.
• デュアルパス,二重共鳴腔と,50mmの長さで周期的にポールされたマグネシウムドーピングされたリチウムニオバート (PPMgLN) 結晶を使用しました.
• ポンプの電力選択を最適化するためにTm:YLF結晶の熱シミュレーションを実施しました.

主要な成果:

• Tm:YLFレーザーから12.88Wの1908nmのレーザー出力を70Wのポンプ電力と4.2kHzの繰り返し率で達成しました.
• 130°Cで最大2.35WのMIR出力を生成し,変換効率は18.25%でした.
• 3.58-4.10μmの範囲で,良好なパルス安定性 (46.20nsのパルス幅) とビーム品質 (M2値4.87と6.44) とともに,トーナビリティが実証されています.

結論:

• 開発されたMIR OPOは,PPMgLNベースのOPOで2μm近くでポンプされた最も高い報告された平均電力,ピーク電力,単一パルスエネルギーを提供する重要な進歩を表しています.
• 寄生的な非線形プロセス,特に総周波数混合は,MIR波長のインシットモニタリングの実行可能な方法として特定され,確認されました.
• 出力カップラー,空洞幾何学,および結晶の長さの体系的な調査は,将来の高電力OPO設計のための貴重な洞察を提供します.