【摘 要】
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宽调谐窄线宽的连续波中红外激光光源在高分辨率分子光谱学、痕量气体传感等领域有着极其重要的应用价值。连续波光学参量振荡器（Optical Parametric Oscillator,OPO）是一种产生宽调谐窄线宽中红外激光光源的有竞争力的技术方案。本文建立了基于Mg O:PPLN晶体的内腔式OPO和外腔式OPO,主要围绕如何实现中红外闲频光的波长调谐和线宽窄化展开了研究。所取得的主要研究成果如下:（
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宽调谐窄线宽的连续波中红外激光光源在高分辨率分子光谱学、痕量气体传感等领域有着极其重要的应用价值。连续波光学参量振荡器（Optical Parametric Oscillator,OPO）是一种产生宽调谐窄线宽中红外激光光源的有竞争力的技术方案。本文建立了基于Mg O:PPLN晶体的内腔式OPO和外腔式OPO,主要围绕如何实现中红外闲频光的波长调谐和线宽窄化展开了研究。所取得的主要研究成果如下:（1）建立了基于Yb:KYW激光器的宽调谐窄线宽内腔式单谐振OPO。在实验中,利用双平板组合的离轴双折射滤波器（Birefringent Filter,BRF）调谐Yb:KYW激光器的中心波长,实现了OPO泵浦光从1025～1057 nm调谐范围的窄线宽激光输出,半高全宽（Full Width at Half-Maximum,FWHM）线宽为0.06 nm。为了限制信号光线宽和调谐信号光波长,在OPO信号光腔内插入12 mm厚离轴BRF,实现了信号光线宽低于0.03 nm。最后通过利用由10个极化周期组成的Mg O:PPLN晶体,同步泵浦光与信号光的调谐,实现了整个调谐范围为2600～4030 nm的窄线宽中红外激光输出,FWHM线宽低于0.8 nm(0.8 cm-1)。（2）开展了基于掺镱光纤放大器泵浦的外腔式单谐振OPO的实验研究。基于相同的实验配置,分别搭建了X型四镜驻波腔和环形腔结构的连续波单谐振OPO,对比了两种谐振腔结构的输出特性。实验结果表明,环形腔OPO的输出功率和转换效率更高,信号光线宽更窄。最后利用环形腔结构和Mg O:PPLN晶体的温度调谐,实现了波长可调的窄线宽中红外激光输出,FWHM线宽估计低于0.1 nm。
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