ZnGeP2 OPO产生4.3μm波段窄线宽激光实验研究

摘要

为了设计4.3μm波段大功率窄线宽中红外激光器,开展了2.7μm激光抽运ZnGeP2晶体光参量振荡(Optical Parametric Oscillation,OPO)技术产生4.3μm波段窄线宽激光实验研究,对实验结果开展了详细的分析.抽运源为1064 nm抽运的KTiOPO4 OPO激光器输出的2.7μm波段参量激光,KTiOPO4 OPO采用单谐振结构,将两块相同的KTiOPO4晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTiOPO4晶体按φ=0°、θ=62°切割以获得波长2.7μm波段激光输出,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数.ZnGeP2 OPO采用单谐振结构,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以获得窄线宽输出,ZnGeP2晶体按φ=0°、θ=68°切割以获得波长4.3μm波段激光输出.在抽运光波长2.7μm,脉冲能量为7.5 mJ,脉宽8.6 ns的条件下,获得脉冲能量2.12 mJ,线宽30 nm,脉宽8.7 ns的4.26μm激光输出,光-光转换效率约为28.3％,斜效率约为32.6％,水平和垂直方向的光束质量M2分别为6.2和13.5.