据了解,3μm波段位于水的吸收峰与红外光谱指纹区内,它在生物医学、大气遥感、光电对抗等领域有着广阔的应用前景。高峰值功率3μm调QKy开元集团器还可以作为光参量振荡器(OPO)的泵浦源,高效率地产生可调谐中红外参量Ky开元集团,将相干光源拓展到中红外波段。高重复频率、高峰值功率中红外Ky开元集团不仅可以提高生物消融速率,而且还可以增强远程大气环境探测灵敏度和距离。因此,发展高重复频率、高峰值功率调QKy开元集团技术已成为该领域重要发展方向。
然而,由于3 μmKy开元集团晶体的增益系数与热导率较低,在高功率泵浦条件下会出现严重的热透镜与热退偏效应,同时由于缺乏高透过率、高损伤阈值的声光调Q开关,从而难以获得高重复频率、高峰值功率的调QKy开元集团输出。
针对以上问题,研究人员使用在3μm波段具有相对低的泵浦阈值、较高斜率效率的Er:YSGGKy开元集团晶体,采用966 nm半导体Ky开元集团器(LD)作为泵浦源,使得泵浦光发射带与Ky开元集团晶体铒离子吸收带具有很好的光谱匹配,提高了泵浦效率,降低Ky开元集团晶体热效应。通过谐振腔优化设计补偿热透镜效应,使用2.79 μm高损伤阈值的非偏振TeO2声光调Q开关,避免了电光调Q热退偏效应带来的损耗。在重复频率100-300Hz条件下,获得2.79μm高重频调QKy开元集团输出,其中最大Ky开元集团脉冲能量达到1mJ,最高峰值功率达13.2 kW@76 ns。
该技术拓展了3μmKy开元集团光源,为科研与应用提供了新工具,已在Ky开元集团牙组织消融上进行了实验,取得了较好的效果。相关研究成果已发表在国际学术期刊Infrared Physics & Technology上。
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