3-5μm中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在大氣環境監測、目(mu)標(biao)特征探測以及高分辨率光(guang)(guang)(guang)譜(pu)學等領域(yu)具有廣泛的(de)(de)(de)(de)應用(yong)，窄線寬(kuan)可調諧(xie)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是(shi)滿足這類(lei)應用(yong)的(de)(de)(de)(de)理想光(guang)(guang)(guang)源。光(guang)(guang)(guang)參量(liang)振蕩技術(shu)(OPO)是(shi)實現寬(kuan)調諧(xie)中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)相干激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)技術(shu)。但是(shi)，在一(yi)般(ban)(ban)情況下(xia)，自由振蕩OPO輸(shu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)脈沖中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)譜(pu)寬(kuan)較寬(kuan)，一(yi)般(ban)(ban)高達數十納米乃至(zhi)幾百納米，嚴重限制OPO中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)廣泛應用(yong)。為(wei)了壓縮(suo)OPO的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)譜(pu)寬(kuan)，通常采用(yong)腔內插入標(biao)準具或(huo)VBG等選頻(pin)元(yuan)件。但該方(fang)法(fa)引入了較大的(de)(de)(de)(de)額外(wai)(wai)損耗(hao)，不僅導致(zhi)OPO振蕩閾值增大，還降低中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率;采用(yong)VBG選頻(pin)元(yuan)件還會嚴重限制OPO的(de)(de)(de)(de)波長調諧(xie)范圍。因此，寬(kuan)調諧(xie)、窄譜(pu)寬(kuan)高效(xiao)OPO激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)已成(cheng)為(wei)中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)技術(shu)研究的(de)(de)(de)(de)熱點。

據此，江(jiang)海(hai)河(he)課題組首先通過單縱(zong)模脈沖光(guang)纖激(ji)光(guang)器(qi)泵浦PPMgLN-OPO，獲取了高(gao)效(xiao)率的(de)(de)(de)中(zhong)紅(hong)(hong)外激(ji)光(guang)輸(shu)出;將標準(zhun)具(ju)設計作為(wei)OPO的(de)(de)(de)腔(qiang)(qiang)(qiang)鏡(jing)，有效(xiao)地對振蕩(dang)信號光(guang)的(de)(de)(de)增益(yi)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)進(jin)行(xing)(xing)調制(zhi)(zhi)和控(kong)制(zhi)(zhi);同時，采用(yong)種子自(zi)注入(ru)技(ji)術和雙固體標準(zhun)具(ju)耦合腔(qiang)(qiang)(qiang)，使(shi)振蕩(dang)信號光(guang)微弱邊帶得到(dao)了進(jin)行(xing)(xing)進(jin)一(yi)步抑(yi)制(zhi)(zhi)，實現了窄(zhai)(zhai)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)信號光(guang)振蕩(dang)，并(bing)與(yu)腔(qiang)(qiang)(qiang)內的(de)(de)(de)單縱(zong)模泵浦光(guang)進(jin)行(xing)(xing)有效(xiao)的(de)(de)(de)相互作用(yong)，獲得了窄(zhai)(zhai)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)OPO中(zhong)紅(hong)(hong)外激(ji)光(guang)的(de)(de)(de)輸(shu)出。在(zai)本(ben)實驗研究(jiu)結果(guo)中(zhong)，閑頻光(guang)的(de)(de)(de)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)壓窄(zhai)(zhai)至0.36nm，相對于(yu)自(zi)由(you)振蕩(dang)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)抑(yi)制(zhi)(zhi)比改(gai)善了約2個數量(liang)級(ji)，同時其波長調諧范圍達到(dao)200nm，其最大輸(shu)出功(gong)率為(wei)2.6W，對應光(guang)光(guang)轉換(huan)效(xiao)率為(wei)17.4%，成為(wei)該(gai)(gai)波段窄(zhai)(zhai)線寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)最有效(xiao)的(de)(de)(de)技(ji)術方法。該(gai)(gai)研究(jiu)中(zhong)采用(yong)的(de)(de)(de)準(zhun)相位匹配(pei)技(ji)術的(de)(de)(de)周期極化晶體MgO:PPLN具(ju)有高(gao)增益(yi)、寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)調諧等優(you)點，泵浦源1μm光(guang)纖激(ji)光(guang)器(qi)具(ju)有高(gao)穩定(ding)性和緊湊(cou)性，研制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)OPO中(zhong)紅(hong)(hong)外激(ji)光(guang)輸(shu)出具(ju)有高(gao)峰值功(gong)率、低(di)閾值，為(wei)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)調諧、窄(zhai)(zhai)譜(pu)(pu)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)高(gao)效(xiao)OPO中(zhong)紅(hong)(hong)外激(ji)光(guang)應用(yong)奠定(ding)了基(ji)礎(chu)。