Vidutinio infraraudonųjų spindulių lazeris gali būti naudojamas nuotoliniam dujų aptikimui, fotoakustiniam spektroskopiniam matavimui, izotopų tikslumo analizei, o optoelektroninių atsakomųjų priemonių srityje taip pat yra galingas įrankis, skirtas patikrinti ir subalansuoti nepilotuojamų orlaivių, kosminių ir oro infraraudonųjų spindulių valdymą. - pagrįstos priešraketinės gynybos sistemos. Vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerį sunku gauti pirmiausia dėl to, kad vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio kristalų dažnių juostos tarpas paprastai yra didelis, o spinduliavimas vidutinio infraraudonųjų spindulių juostoje (3 μm–5 μm) yra sudėtingas; puslaidininkiniai kvantiniai kaskadiniai lazeriai (QCL) naudoja energijos lygio projektavimo metodą, kad puslaidininkis turėtų daug siauresnių kaskadinių juostų tarpų ir skleistų ilgesnius bangos ilgius, o bangų ilgiai paprastai yra 4 μm–12 μm infraraudonųjų spindulių juostoje, tačiau dėl QCL skirtumai Tačiau dėl didelio QCL dispersijos kampo bangos ilgio linijos plotis yra labai platus, didžiausia galia yra maža, taikymo laukai yra labai apriboti, o didesnės galios QCL yra uždengtas užsienio šalių, o tai sunku gauti šalies viduje. Kita priežastis – žema kokybė ir didelė optinių komponentų vidutinio infraraudonųjų spindulių bangos ilgio juostoje, ypač aukštos kokybės netiesinių optinių kristalų, tokių kaip ličio niobato kristalai su periodine poliarizacija, o daugeliui substratų ir procesų reikalinga importuota įranga, o tai riboja kelią. vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerių generavimas netiesiniais metodais.
Siekdama išspręsti šią problemą, Nankino universiteto Zhu Shining grupė, naudodama parametrinę kaskados technologiją, kad įveiktų ličio niobato absorbcijos nuostolius 5 μm juostoje, išspręstų nuolatinės bangos vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio generavimo iki 5,19 μm ir bangos ilgio problemą. gali būti nuolat derinamas nuo artimojo infraraudonųjų spindulių iki vidutinio infraraudonųjų spindulių bangos ilgio juostos, turint paprastą struktūrą, platų bangos ilgio derinimo diapazoną, siaurą linijos plotį, geros pluošto kokybės pranašumus ir tikimasi, kad jis bus taikomas dujų aptikimui. naudoti dujų aptikimo, fotoelektros atsakomųjų priemonių ir kitose srityse. Technologija sudaryta iš magniu legiruoto periodiškai poliarizuoto ličio niobato (MgO: PPLN), o kaskadinis optinis parametrinis virpesių procesas (TOPO) realizuojamas naudojant vieną ciklą. Kaskadinis procesas susideda iš optinių parametrinių virpesių (OPO) signalinės šviesos kaskados siurbimo šviesos ir vienu metu išveda tris vidutinius infraraudonųjų spindulių bangos ilgius, kurių bangos ilgį galima sureguliuoti, o sumažinus ertmės praradimą, realizuojamas nuolatinės bangos rezonanso išėjimas ir maksimali išėjimo galia yra didesnė nei 2,6 W, esant 3896 nm. Šios technologijos naujovė slypi optinių parametrinių virpesių pakopoje per vieną ciklą ir vidinių ertmių nuostolių sumažinime naudojant optinį apdorojimą, kad nuolatinio bangų rezonanso OPO būtų galima naudoti kaip nuolatinį bangų rezonatorių. Nepertraukiamos bangos rezonansinis OPO gali atlikti ilgųjų bangų kaskadinius procesus.
OPO ir TOPO bangos ilgio derinimas
Remiantis ilgamete kaupimu ličio niobato supergardelių medžiagų ir lazerių technologijų srityje, grupės sukurtas derinamas OPO buvo sėkmingai transformuotas į įvairių tipų vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerius, apimančius nepertraukiamą bangą, nanosekundžių impulsą, pikosekundinį itin greitą ir kt. , kuriuos labai gyrė vartotojai iš įvairių universitetų, tyrimų institutų ir karinių dalinių. Šiuo metu ilgiausias derinamų lazerinių gaminių išėjimo bangos ilgis gali siekti 4,65 μm, o didžiausia išėjimo galia yra didesnė nei 10 W.
