研究目的
研究利用Ho:YLF放大器和ZnGeP2晶体产生高重复频率、波长可调的中红外脉冲，应用于光谱学、材料加工以及生物分子和化学传感领域。
研究成果
该研究展示了一种紧凑型中红外光源，具有宽光谱和脉冲重复频率可调谐性，在亚10皮秒脉宽下实现了微焦耳级脉冲能量。该系统结构简单且高效，适用于各种需要中红外脉冲的应用场景。
研究不足
由于涂层在此值以上会发生激光诱导损伤，ZGP晶体内的泵浦强度被限制在约18 GW/cm2。
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[2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 基于2μm Ho:YLF放大器皮秒脉冲驱动的高重频可调谐中红外光源
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[2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 基于2μm Ho:YLF放大器皮秒脉冲驱动的高重频可调谐中红外光源
DOI：10.1109/CLEOE-EQEC.2019.8873273
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
中红外（mid-IR）波段超短脉冲的产生在光谱学、材料加工以及生物分子和化学传感等诸多应用领域具有重要需求。对于上述多数应用而言，高脉冲重复频率（PRF）具有显著优势——既能缩短测量时间，又能提升光谱信噪比。然而目前大多数超快中红外光源受限于再生放大器泵浦源的光学参量啁啾脉冲放大（OPCPA）技术[1-3]，其重复频率通常不超过10 kHz。本文采用的普克尔盒元件正是导致PRF调节瓶颈的关键因素（通常限制在10 kHz以下）。我们近期研发了一套2微米波段、脉宽亚10皮秒、毫焦级脉冲能量的激光系统[4]，其原理上不受PRF限制。该系统得益于简化的无啁啾脉冲放大（CPA）紧凑架构与高转换效率。本研究采用类似激光系统作为前端泵浦非线性ZnGeP2（ZGP）晶体，从而覆盖2.5至9微米的波长范围。这种紧凑型中红外光源兼具宽谱可调谐与高PRF可调谐特性，并具有极其简易的实验方案。
作者：
Moritz Hinkelmann，Dieter Wandt，Uwe Morgner，J?rg Neumann，Kevin Zawilski，Peter Schunemann，Dietmar Kracht
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