打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
光学参量振荡器特点与应用总结

OS 4500光学参量振荡器是一个紧凑的、集多功能于一身的连续激光光源,结合了优异的光谱特性与超宽调谐范围。具有单频运行窄线宽低噪声 优异光束质量等特点,使其能理想地用于高分辨光谱学及其它红外光谱区需要精密计量的诸多应用。

  

    

OS 4500光学参量振荡器配备了一个集成泵浦激光器以及电路稳定控制。通过非线性晶体(掺铌酸锂氧化镁)的周期性极化转换输出信号光(1.38 - 2.00 μm)与闲频光(2.28 - 4.67 μm)。晶体内置于光学谐振腔内实现光学参量振荡,腔内标准具(ICE)确保稳定的单频运行输出。信号光和闲置光辐射是通过在单晶体上整合多个极化周期而实现的。无需更换任何光学组件,系统便可以调谐到所需要的频率输出。

 

通过以下几个层次实现调谐:

1.粗调谐,通过手动改变非线性晶体的横向位置以选择合适的光栅

2.温度调谐,在同一个光栅内找到所需的波长

3.标准具调谐,在光参量振荡器的增益带宽内,选择理想的谐振辐射腔体模式

4.无跳模连续调谐,通过改变泵浦激光器的频率实现

 

典型参数

泵浦光波长

1064 nm

信号光波长范围

1380 – 2000 nm

闲频光波长范围

2280-4670 nm

线宽(20微妙)

< 10 kHz

线宽(1毫秒)

< 50 kHz

无跳模连续调谐范围

2GHz信号光,1GHz闲频光

频率漂移

< 50 MHz/h

闲频光最大输出功率

250 mW

信号光最大输出功率

220 mW

功率稳定性

< 5%/h

空间模式

TEM00

偏振

线偏振

 

可选项

高泵浦功率选项

OS 4500标配一个1.2W的泵浦激光器。可为其选配一个2W的泵浦激光器,对应的输出功率可提高近50%

激光振镜扫描选项

用于选择共振波(包括信号光和闲频光)频率的标准具的倾角,通常通过其对应的精密旋钮进行手动调节。此外,光参量振荡器还可以配置激光振镜扫描使用模拟信号输入进行电动调节标准具的角度。

 

典型应用

 

l 计量学

PE cw-OPOs结合钛宝石飞秒激光光学频率梳使用提供可见光和中红外光波段间的相位相干桥,并首次在1064nm Nd:YAG激光器和3.39um光频标准之间实现直接光频比对。

FIG. 1:OPO-comb tandem as a bidirectional coherent link between IR and visiblespectral ranges.

 

FIG. 2 Schemeof phase locking of the OPO output frequencies and a Ti:Sapphire femtosecondlaser comb to a He–Ne/CH4 frequency standard.

E.V. Kovalchuk et al., Opt. Lett.30, 3141 (2005)

cw-OPO当被稳定到频率标准上可从近红外到中红外波段输出超稳定的辐射频率,它也可能开启分子光谱学一个新的前景。

O.D. Mücke et al., Opt. Lett. 29,2806 (2004)

I. Ernsting et al., ICOLS Aviemore(2005)

E.V. Kovalchuk et al., Opt. Lett.30, 3141 (2005)

E.V. Kovalchuk et al., Proc 6thSymp. Frequency Standards and Metrology, World Scientific Singapore 513 (2002)

 

l 痕量气体检测

痕量气体的选择性检测在生物学(如植物生理学)、大气化学、环境监测分析和医药医学(如呼吸分析)中起着重要的作用。PE cw-OPOs的使用可使得灵敏度达到10-8 - 10-10 cm-1s-1

A) 用于石英增强光声光谱痕量气体检测

FIG. 3Schematic representation of the experimental setup. The output of athree-section DBR diode laser is seeded, through a 60 dB optical isolator (ISO1), into a fiber amplifier, which is pumped by a 25W 976 nm diode bar. Theamplified light passes through a second 30 dB optical isolator (ISO 2) andquarter- and half-wave plates (Q, H) for polarization control before pumping asingly resonant optical parametric oscillator based on an MgO-dopedperiodically poled lithium niobate crystal (PP-MgO-LN). An intra-cavity etalon(E) serves as a frequency selective element for the signal wavelength. A partof the idler is monitored with a wavelength meter, while the majority of thepower is used for trace gas detection with quartz-enhanced photoacousticspectroscopy

Ref: A.K.Y. NGAI., Appl.Phys. B 89, 123–128 (2007)

B) 用于生物学中挥发性有机化合物的衡量检测

基于光参量振荡的腔漏光谱系统实现3um波段ppt级浓度的乙烷气体检测

Von Basum et al., Opt. Lett. 29, 797(2004)

C) 基于cw-OPO用于痕量气体检测的便携式光声光谱仪

http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=OE-11-22-2820

Müller et al., Opt. Express 11,222820 (2003)

l 高分辨分子光谱学

由于OPO具有窄线宽、高稳定性、宽谱覆盖及宽调谐范围等优点,使其用于高分辨光谱。光谱分析是化学中一个热门方向。PE cw-OPOs在如IR-IR双共振光谱与激光诱导反应光谱等诸多实验方法中成功实现激发分子。

Kovalchuk etal., Opt. Lett. 26, 1430 (2001)

Merritt etal., J. Chem. Phys. 121, 1309 (2004)

G.E.Douberly et al., Phys.Chem.Chem.Phys 7, 463 (2005)

O. Asvany etal., J. Chem. Phys. 127, 154317 (2007)

 

l 材料分析

A) 基于PEcw-OPOs的连续腔衰荡光谱方法用于固体的光谱分析。

Terasaki etal., JOSA B 22, 675 (2005)

B)通过光子阱(photon-trap)光谱方法可以用于表面吸光度或痕量杂质检测。

K. Egashiraet al., J. Chem. Phys. 126, 221102 (2007)

C) 通过无孔径扫描近场光学显微镜研究超材料的近场分布,OPO的宽谱范围使其在近红外到中红外波段光学材料测试中很有用。

T. Zentgraf et al., Opt. Lett. 33,848 (2008)

 

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
进展 | BIBO晶体用于可见光飞秒光学参量振荡器
Time-reversed Lasing
De Broglie Tired Light Model and the Reality of the Quantum Waves
激光器的倍频、OPA、OPO及THz太赫兹产生原理
强关联拓扑物态简介 | 众妙之门
【独家专题】日本量子神经网络及其关键器件
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服