利用PPLT光学参量振荡器产生1.7μm高能脉冲光源的设计

刘阔; 陟海豫; 邹凡; 刘泽川; 姚瑶; 吴浩煜

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202412018

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (6) : 670 -676. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202412018

利用PPLT光学参量振荡器产生1.7μm高能脉冲光源的设计

刘阔, 陟海豫, 邹凡, 刘泽川, 姚瑶, 吴浩煜

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摘要

为提升激光频率可调谐性、脉冲功率等关键指标，本文提出一种周期极化钽酸锂(PPLT)晶体型光学参量振荡器(OPO)产生1.7μm高能脉冲光源的有效设计。通过使用非线性包络方程仿真技术，研究了包括色散、非线性、损耗以及滤波等多种效应协同作用的超短脉冲光参量振荡过程，结果表明1.7μm高能脉冲光源的产生主要受光参量变频和自相位调制作用，与相位失配量、非线性作用长度密切相关。在此基础上，使用控制变量技术，分别研究晶体周期、通光长度以及控制温度对OPO增益特性的影响，寻找最佳的系统结构与参数配置。最终选取PPLT晶体周期为31.68μm、通光长度为950μm，以及控制温度为70℃，能够有效平衡相位失配量与有效非线性作用长度之间的影响，获得光谱半高全宽为48 nm、平均功率达到14.39 W的1.7μm高能脉冲光源。该光源设计适用于红外光谱分析、生物荧光成像、含烃的聚合物和材料加工以及甲烷气体检测等众多重要应用领域。