中赤外線レーザーは、ガスの遠隔検出、光音響分光測定、同位体精密分析に使用でき、光電子対策の分野では、無人航空機、宇宙ベースおよび空中の赤外線誘導をチェックしてバランスをとるための強力なツールでもあります。 -ベースのミサイル防衛システム。 中赤外レーザーの入手の難しさは、第一に、一般に中赤外レーザー結晶のバンドギャップが大きく、中赤外帯域（3μm～5μm）での発光が難しいためです。 半導体量子カスケードレーザー（QCL）は、エネルギーレベル設計法を利用して半導体に複数のより狭いカスケードバンドギャップを持たせ、より長い波長を放射します。波長は一般に4μm〜12μmの中赤外帯域にありますが、しかし、QCL は分散角が大きいため、波長線幅が非常に広く、ピークパワーが低く、応用分野が大幅に制限されており、より高いパワーの QCL は外国によって禁輸されているため、入手が困難です。国内で入手。 もう1つの理由は、中赤外波長帯域の光学部品、特に周期分極を備えたニオブ酸リチウム結晶などの高品質の非線形光学結晶の品質が低く、価格が高いことです。また、多くの基板やプロセスでは輸入機器が必要であり、そのため方法が制限されています。非線形法による中赤外レーザーの生成。
この問題を解決するために、南京大学のZhu Shiningグループは、パラメトリックカスケード技術を使用して5μm帯のニオブ酸リチウムの吸収損失を克服し、5.19μmまでの連続波中赤外レーザー発生の問題を解決し、波長シンプルな構造で近赤外から中赤外の波長帯域まで連続的に波長可変が可能であり、波長可変範囲が広く、線幅が狭く、ビーム品質が良いという利点があり、ガス検知への応用が期待されているガス検知や光電対策などの分野で使用されます。 この技術は、マグネシウムドープ周期分極ニオブ酸リチウム (MgO:PPLN) で構成されており、カスケード光パラメトリック発振プロセス (TOPO) が単一サイクルを使用して実現されます。 カスケードプロセスは、光パラメトリック発振（OPO）信号光カスケード励起光で構成され、波長調整可能な3つの中赤外波長を同時に出力し、キャビティ内損失の低減により連続波共振出力を実現します。最大出力電力は 3896 nm で 2.6 W 以上です。 この技術の革新性は、単一サイクルによる光パラメトリック発振のカスケードと、光学処理による共振器内損失の低減にあり、連続波共振OPOを連続波共振器として使用できるようになります。 連続波共振 OPO は長波カスケード プロセスが可能です。
OPOとTOPOの波長調整
ニオブ酸リチウム超格子材料とレーザー技術の分野での長年の蓄積に基づいて、グループによって開発された可変OPOは、連続波、ナノ秒パルス、ピコ秒超高速などをカバーするさまざまなタイプの中赤外レーザーへの変換に成功しました。 、さまざまな大学、研究機関、軍事部隊のユーザーから高く評価されています。 現在、波長可変レーザー製品の最長出力波長は 4.65μm に達し、最大出力は 10W 以上です。
