摘要：分别以1 083nm和1 550nm波段的窄线宽连续光源为泵浦光和信号光,搭建基于掺MgO周期铌酸锂晶体（MgO∶PPLN）准相位匹配原理的差频非线性效应产生中红外激光实验系统.根据系统温度和信号光波长调谐特性进行实验研究.在泵浦光波长固定条件下改变信号光波长,实现了窄线宽宽调谐中红外连续闲频激光输出,波长覆盖范围为3 547.6~3 629.1nm.当波长为1 082.8nm的泵浦光和波长为1 549.7nm的信号光功率分别放大到2.8 W和3.5 W时,对波长为3 597.0nm的中红外闲频光输出进行长时间功率扫描监测,得到最大功率为3.2mW,功率抖动引起不稳定度小于±1.6%的高稳定的中红外窄线宽激光输出.该研究结果可为设计和研制多波长窄线宽中红外光源提供参考.

摘要：连续波可调谐中红外光源在大气探测、工业生产、医学诊断等领域具有重要的应用价值。基于准相位匹配(QPM)差频产生(DFG)技术,以1060和1550nm波段窄线宽激光器作为基频光源,在周期极化铌酸锂(PPLN)晶体中获得了中红外激光输出。实验系统研究了该中红外DFG光源的转化效率、温度和波长调谐特性。在此基础上,基于所设计的中红外DFG光源构建了甲烷气体检测系统,通过扫描泵浦光波长获得了甲烷分子v3基频振动带2 999.01cm^(-1)处的吸收光谱。

摘要：本文报道了一种性能稳定的宽带宽调谐差频产生(DFG)中红外光梳设计方案。采用保偏光纤构建光纤链路,以确保其性能稳定;采用自相似光纤放大、光纤孤子压缩及负色散高非线性光纤产生超连续谱等技术,获得了宽带、弱啁啾和窄脉宽基频脉冲;通过严格控制双色基频脉冲的空间重叠、时间同步和偏振特性,仅通过调整硒化镓非线性晶体的相位匹配角和时间同步,无须改变双色基频频率的光谱特性,DFG中红外光梳就可以实现宽光谱带宽和宽光谱调谐范围输出。集成封装仪器化的DFG中红外光梳的光谱覆盖范围为7~13μm,每个调谐波段的带宽均较宽,9.5μm波段的带宽达到了2.43μm;7~13μm光谱调谐范围内的平均功率都大于240μW,其中8μm波段的平均功率达到了470μW。

摘要：提出了一种新型的基于PPLN晶体的多波长中红外差频产生(DFG)光源的设计方案。针对1060nm和1550nm两个波段的基频光源组合,采用晶体的分段温度控制技术获得了具有多峰结构的抽运光/闲频光准相位匹配(QPM)调谐曲线。通过改变分段晶体的温度调控抽运光QPM峰的位置,实现中红外多波长DFG光源的调谐输出。理论研究结果显示当PPLN晶体分成长度相等的两个温度控制段,且信号光波长设定为1.58μm,分段晶体区间的温度分别设定为20℃和60℃时,抽运光波长区域存在4个QPM峰,对应的中红外闲频光QPM峰的中心波长分别位于2.95,3.03,3.75,3.83μm处。当分段晶体区间的温度改变为50℃和90℃时,相应中红外闲频光QPM峰分别平移至3.01,3.11,3.67,3.77μm处。该研究结果可为设计和研制多波长宽调谐中红外DFG光源提供参考。

摘要：提出了一种基于等周期PPLN晶体渐变式温度控制的宽带中红外差频产生（DFG）激光光源的设计新方案。理论研究结果显示，在固定抽运光波长条件下，闲频光／信号光的准相位匹配（QPM）波长接收带宽（Bw）随着晶体两端温度梯度的增加而增加，但差频转换效率却随之下降。当抽运光波长固定为1．08μm时，在均匀温度条件下中红外闲频光的QPMBW约为8nm。固定晶体初始端的温度为30℃，当晶体两端的温度梯度分别设定为20℃、40℃和60℃时，闲频光的QPMBW可分别拓宽至35nm、80nm和136nm。与此同时，QPM带内相对差频转换效率分别下降至0．2、0．095和0．06。当晶体初始端的温度设定为90℃，仍保持晶体两端的温度梯度为60℃时，该宽带的闲频光QPM带向短波长方向平移，其波长覆盖范围为3．288～3．464μm。

摘要：针对退火质子交换(APE)MgO∶PPLN波导在中红外差频转换过程中存在模场约束能力弱、模场重叠因子小等问题,提出一种基于反质子交换(RPE)工艺的高效MgO∶PPLN脊波导的设计新方法。采用RPE工艺,使波导区域折射率呈对称分布,有效调控基频光和闲频光模场分布,提高模场重叠因子。仿真结果显示,相比于APE MgO∶PPLN脊波导,该新型脊波导可将基频光和闲频光的基模模场调控至波导中部区域,模场重叠因子由0.271 4μm-1提高至0.461 4μm-1,相应的中红外差频转换效率提高了2.98倍。

摘要：报道了一种光纤型宽调谐中红外差频产生(DFG)激光光源,该系统分别以掺镱光纤激光器(YDFL)和掺铒光纤激光器(EDFL)作为泵浦和信号源。为拓宽基频光调谐范围,采用了4个不同工作波段的YDFL,并通过电控光开关实现段间的快速切换,总调谐范围为1040～1110nm;采用电控偏振控制器(ECPC)分别对基频光偏振态进行精确快速控制,以提高系统转化效率;利用PID算法和负反馈技术分别稳定泵浦LD温度和驱动电流,并将其工作状态通过LCD实时显示。测试结果表明,该中红外激光系统可在3.04～3.72μm内连续调谐。

摘要：连续波可调谐中红外相干光源在光谱分析、传感与探测等领域具有重要的应用价值。基于准相位匹配(QPM)的差频产生(DFG)技术是获取高效中红外激光输出的有效途径,其具有结构简单、调谐方便、室温运转和无阈值限制等优点。本文介绍了连续波中红外差频产生激光光源的基本原理及在高转换效率、宽带调谐、多波长运转和系统小型化方面的国内外研究进展,并对多种典型DFG激光系统的设计方案、技术特点和输出性能展开讨论,最后对连续波中红外DFG激光光源的发展前景进行了展望。

摘要：报道了一种基于锁模掺铒光纤激光器和GaSe晶体的光纤型宽带高效差频产生(DFG)光梳。该DFG光梳采用全保偏光纤设计以获得高线偏振度的基频脉冲,采用非线性脉冲光纤放大技术以获取宽带窄脉宽高峰值功率的双色基频脉冲,从而确保了DFG光梳的宽带和高转换效率特性以及DFG过程的稳定性。该DFG光梳在中心波长8.15μm处带宽达1.7μm,仅受GaSe晶体相位匹配接受带宽的限制,对应的DFG转换效率达1%,远高于常规光纤型DFG光梳约0.4%的转换效率。