Laserul cu infraroșu mediu poate fi utilizat pentru detectarea de la distanță a gazelor, măsurarea spectroscopică fotoacustică, analiza de precizie izotopică și, în domeniul contramăsurilor optoelectronice, este, de asemenea, un instrument puternic pentru a verifica și echilibra ghidarea în infraroșu a aeronavelor fără pilot, spațiale și aeriene. -sisteme de apărare antirachetă. Dificultatea obținerii laserului în infraroșu mediu este în primul rând din cauza că banda interzisă a cristalelor laser în infraroșu mediu este în general mare, iar emisia în banda infraroșu mijlociu (3 μm ~ 5 μm) este dificilă; laserele în cascadă cuantică cu semiconductori (QCL) utilizează metoda de proiectare a nivelului de energie pentru a face ca semiconductorul să aibă mai multe intervale mai înguste în cascadă și să emită lungimi de undă mai lungi, iar lungimile de undă sunt în general în banda de infraroșu mijlociu de 4 μm ~ 12 μm, dar datorită divergența QCL-urilor Cu toate acestea, datorită unghiului mare de dispersie al QCL, lățimea de linie a lungimii de undă este foarte largă, puterea de vârf este scăzută, câmpurile de aplicare sunt foarte limitate și QCL cu putere mai mare este embargoat de țări străine, ceea ce este dificil de obține pe plan intern. Un alt motiv este calitatea scăzută și prețul ridicat al componentelor optice în banda de lungime de undă în infraroșu mijlociu, în special cristalele optice neliniare de înaltă calitate, cum ar fi cristalele de niobat de litiu cu polarizare periodică, iar multe substraturi și procese necesită echipamente importate, ceea ce limitează calea. de generare a laserelor cu infraroșu mediu prin metode neliniare.
Pentru a rezolva această problemă, grupul Nanjing University Zhu Shining, folosind tehnologia în cascadă parametrică pentru a depăși pierderea de absorbție a niobatului de litiu în banda de 5 μm, pentru a rezolva problema generării laserului cu infraroșu mediu cu unde continuă până la 5,19 μm și lungimea de undă poate fi reglat continuu de la banda de lungime de undă de infraroșu apropiat la infraroșu mediu, cu o structură simplă, o gamă largă de reglare a lungimii de undă, lățime de linie îngustă, avantajele calității bune a fasciculului și este de așteptat să fie aplicat la detectarea gazelor. Este de așteptat pentru a fi utilizat în detectarea gazelor, contramăsuri de energie fotoelectrică și în alte domenii. Tehnologia este compusă din niobat de litiu polarizat periodic dopat cu magneziu (MgO:PPLN), iar procesul de oscilație parametrică optică în cascadă (TOPO) este realizat prin utilizarea unui singur ciclu. Procesul în cascadă constă în pomparea în cascadă a luminii de semnal cu oscilație parametrică optică (OPO) și emite simultan trei lungimi de undă în infraroșu mijlociu care pot fi reglate pe lungime de undă și, prin reducerea pierderii intracavității, se realizează ieșirea rezonanței cu undă continuă și puterea maximă de ieșire este mai mare de 2,6 W la 3896 nm. Inovația acestei tehnologii constă în cascada de oscilații parametrice optice printr-un singur ciclu și reducerea pierderii intracavității prin procesare optică, astfel încât rezonanța cu undă continuă OPO să poată fi utilizată ca rezonator cu undă continuă. OPO rezonant cu undă continuă este capabil de procese în cascadă de unde lungi.
Reglarea lungimii de undă a OPO și TOPO
Bazat pe ani de acumulare în domeniul materialelor superlatice de niobat de litiu și al tehnologiei laser, OPO reglabil dezvoltat de grup a fost transformat cu succes în diverse tipuri de lasere cu infraroșu mijlociu care acoperă undă continuă, puls de nanosecundă, picosecundă ultra-rapidă etc. , care au fost foarte apreciate de utilizatorii din diverse universități, institute de cercetare și unități militare. În prezent, cea mai mare lungime de undă de ieșire a produselor laser reglabile poate ajunge la 4,65 μm, iar cea mai mare putere de ieșire este mai mare de 10 W.
