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锑化学物理半导体激光能够兑现1.8μm-4μm的中红外波段激光输出,具有体量小、效用高、电驱动直接发光等优点,是中红外激光本事领域的火线研讨热门,在红外光电手艺、化学气体及危急品监测等领域有所首要应用前景,并可看成人中学红外光导纤维激光器的种子源和同带泵浦光源。不过,由于锑化学物理本征半导体材质很低的热导率和高空穴迁移率导致的偏向载流子走漏,使得锑化学物理元素半导体激光器功效低、光束质量差、温度稳固性差。

眼前,艺术学物理与才能核心医用激光本事探究室江辽河切磋员课题组在高转变到效、宽自身脉冲中红外参量振荡激光手艺上边获取新突破,相关钻探成果以High-conversion-efficiency tunable mid-infrared BaGa4Se7optical parametric oscillator pumped by a 2.79-μm laser为题发布于美利坚合众国光学学会期刊Optics Letters上。

美高梅集团官网 1美高梅集团官网, 近日,中科院华雷斯光学精密机械与物理研商所切磋员佟存柱团队与中科院半导体所探究员牛智川公司合作,建议了锑化学物理微脊宽区波导布局,有效遏制了载流子偏侧败露和积攒,将1.96μm波长的锑化学物理激光器最高能量调换作用由9.8%升高到30.5%,连输出功率当先了1.28W,偏向光束品质革新了36%,阈值、温度脾性和电流对远场的震慑都猎取鲜明创新,该切磋为高亮度锑化学物理本征半导体激光器的兑现提供了一种有效的技术方案,成果宣布于Applied Physics Express,11, 032702 ,被加拿大Advances in Engineering选为工程开展领域有立异性的着产科学故事集 (Key Scientific Article),并授予特别电视发表。

中红外3-12μm波段激光在多量探测、医治、应用切磋以及部队等居多天地有所广阔的选拔而遭到大家的广阔关切。光学参量振荡器械备全固化、窄线宽、结构紧密、转变作用高、波长可自身等优点,被感觉是筹措宽自个儿中红外激光器最完美的诀窍之一。光学参量振荡是一种非线性眼眶脓肿效应,当中国和亚洲线性光学晶体和泵浦源是三个着力零部件。但是,由于缺乏同不经常间具有高透光范围、高损伤阈值、高非线性周全的光学晶体,限制了光参量振荡中红外激光波长调谐范围和脉冲能量输出;同非凡候,缺少高光束品质、高峰值功率的中红外泵浦源,而现存成熟泵浦源首假诺1μm和2μm的近红外激光器,在通过光参量振荡调换为中红外激光特别是5μm上述波长激光时,近红外泵浦光λ1由于离家参量激光λ2而存在着大的量子赔本,减少了光参量振荡中红外激光转变效能、输出能量和光束质量。非线性光学晶体和泵浦源已改成人中学红外激光手艺进步的瓶颈,阻碍了光参量振荡中红外激光的使用。

该职业获得国家自然科学基金委员会重大项目“锑化学物理低维结构中红外激光器基础理论与关键本领”的帮衬。

本着上述存在的难点,该课题组研究人士与中科院生物化学技艺钻探所吴以成院士团队姚吉勇商讨员合营,使用自己作主发明生长的新星非线性晶体BaGa4Se7,其透光范围为0.47-18μm,並且在1-12μm 范围内有着高的透过率,损伤阈值到达557MW/cm2,最大非线性周全为24.3pm/V,是近些日子最有潜在的力量得到宽本人、高能量的光参量振荡中红外非线性光学晶体。在泵浦源方面,自己作主研制了波长较长的中红外激光器,裁减了泵浦光与参量光之间的量子赔本。在早先时代职业基础上,进一步优化了2.79μmCr,Er:YSGG激光器谐振腔设计,接纳振荡级+放大级结构得到了高重复频率2.79μm阿秒脉冲激光输出,并经过光束整形获得了OPO所需的红眼病束品质、高峰值功率密度的泵浦激光。设计了重回式泵浦的双通泵浦结构的参量振荡器,使OPO在往来振荡进程中都产生参量转变,进而增大调换作用并幸免了参量光到泵浦光的改变局面变,有助于获得十分的大能量的脉冲输出。最终2.79μm泵浦的BGSe-OPO得到了职业频率10Hz、3.94μm-9.55μm的可调谐参量光输出,最大脉冲能量3.5mJ、脉冲宽度21ns、光束品质因子M2x=5.0,M2y=4.6,其对应的光光调换效用为18.9%、斜功效高达31.6%,该斜效能比此前报纸发表的BGSe-OPO最高斜成效升高了52%。高转换效用、宽波长调谐有不小可能率举办中红外光参量振荡激光器的使用。

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该职业赢得了国家自然科学基金、国家重视研究开发布置、中科院翻新资金以及青海省自然科学基金的支持。

图1. 锑化学物理微脊宽区波导激光器结构暗意图

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图2. 微脊波导对锑化学物理半导体激光器功率、阈值、效用温度稳定性的改良

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OPO输出能量曲线和功能曲线

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OPO实际出口波长-角度调谐曲线和驳斥调谐曲线相比图

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