Investigación sobre osciladores paramétricos de infrarrojo medio - Parte 01

Investigación sobre osciladores paramétricos de infrarrojo medio - Parte 01

1. Introducción

Los láseres en la banda de 3-5 μm ocupan una ventana atmosférica y tienen aplicaciones significativas en la comunicación láser, la monitorización atmosférica y la medicina láser. La tecnología de oscilación paramétrica óptica (OPO), como un medio importante para la creación de láseres de infrarrojo medio, ofrece ventajas como tamaño compacto, amplio rango de ajuste de longitud de onda y alta eficiencia. Actualmente, entre los cristales no lineales capaces de generar láseres de infrarrojo medio de 3-5 μm se encuentra el ZnGeP.₂(ZGP) y MgO:PPLN (www.wisoptic.com)Sin embargo, los cristales ZGP presentan una alta absorción para láseres por debajo de 2 μm, lo que requiere un bombeo en cascada para generar láseres mayores de 2 μm para el bombeo..Los cristales de MgO:PPLN, que emplean tecnología de coincidencia de fase cuasi, poseen coeficientes no lineales elevados y una alta eficiencia de conversión óptico-óptica, y pueden bombearse con láseres de 1 μm, logrando una salida láser de infrarrojo medio miniaturizada y de alta potencia.

Dado que los láseres pulsados ​​de estado sólido tienen una alta potencia de pico, la mayoría de las fuentes tradicionales de bombeo de MgO:PPLN-OPO en el infrarrojo medio se implementan bombeando MgO:PPLN con un láser de estado sólido de 1 μm. En 2007, Zhao Wei et al. utilizaron un láser de Nd:YVO bombeado por LD.₄ (www.wisoptic.com)Se utilizó un láser como fuente de bombeo y se logró una salida láser ajustable de 1493–1538 nm mediante un OPO intracavitario. En 2010, el grupo de investigación de Peng Yuefeng, de la Academia China de Ingeniería Física, utilizó un oscilador acustóptico de conmutación Q de 1064 nm con bombeo continuo para bombear un OPO basado en un cristal MgO:PPLN, obteniendo un láser de infrarrojo medio de 22,6 W y 3,86 μm.

En 2023, Gao Baoguang et al., del Instituto de Investigación de Información Aeroespacial de la Academia China de Ciencias, utilizaron un OPO electroóptico de alta calidad con conmutación Q de 1064 nm bombeado ópticamente a una frecuencia fundamental basado en MgO:PPLN con un período de polarización de 29 μm, logrando una potencia pico de 48,45 kW y una salida láser de 3,93 μm. También en 2023, Liu Shuai et al., de la Universidad de Tianjin, utilizaron un láser de 1 kHz de fabricación propia. Utilizando un láser de 1064 nm a nivel de nanosegundos como luz de bombeo y bombeando un OPO basado en MgO:PPLN, se logró una salida de láser infrarrojo medio de 4,08 μm con una energía de pulso único de 1,104 mJ.