光泵气体太赫兹激光器及其关键技术研究

摘要

针对大功率连续光泵气体太赫兹激光(OPTL)技术,分别设计并研制了腔长1.6m全金属波导、腔长2.5m石英波导OPTL原理样机.OPTL工作介质为CH3OH气体,最佳工作气压30Pa,在波长9.69μm、连续功率44W的9P(36)支CO2激光泵浦及15°C水冷下,实验测得在2.52THz频点金属波导OPTL输出功率180mW,光子转换效率为10.1％;石英波导OPTL最高平均功率150mW,光子转换效率8.4％.研究了THz激光输出功率与CH3OH工作气压、泵浦光功率的关系、以及THz激光输出稳定性,并通过压电陶瓷及步进电机对THz激光腔长进行精密调节,同时测量输出功率的变化情况,讨论了OPTL的纵模输出特性.针对OPTL的金属网栅输出耦合器、频率稳定性控制等关键技术进行了理论与实验研究,为大功率OPTL的进一步研制提供了参考.