ZnGeP2中红外激光器的角调谐与效率分析

"ZnGeP2-DFG中红外激光器的角调谐特性及转换效率，王丽，李光，北京工业大学应用数理学院，分析了ZGP-DFG过程的调谐特性、转换效率和相关光学性质，对比了ZGP与AgGaS2（AGS）、AgGaSe2（AGSe）晶体的性能差异。" 文章内容围绕ZnGeP2（ZGP）非线性晶体在中红外激光器中的应用展开，探讨了ZGP-DFG（差频生成）过程中的关键参数和特性。作者王丽和李光基于ZGP的色散方程和守恒定律进行了数值计算，揭示了ZGP-DFG在I类和II类相位匹配条件下的角度调谐范围和转换效率。 在I类相位匹配下，ZGP的角度调谐范围为89°~51°，对应的中红外波长范围为3.1-12μm。而在II类相位匹配时，波长调谐范围扩大至6.2-11.5μm，角度调谐范围则为88°~58°。研究发现，ZGP的走离效应较小，这意味着在实际操作中，光束可以更有效地在晶体中传播，从而提高了转换效率。此外，ZGP的转换效率显著高于AGS和AGSe晶体，显示出其作为中红外激光晶体的优越性。 中红外光源在众多领域，如激光制导、红外遥感和生物医药等，具有重要应用价值。传统的中红外激光产生方法，如光参量振荡器（OPO）和差频（DFG），依赖于非线性光学晶体。黄铜矿类半导体晶体，包括AGS、AGSe和ZGP，因其优良的非线性光学性能而受到关注。尽管AGS和AGSe在过去的理论和实验研究中有一定成果，但ZGP由于其大的有效非线性系数、高抗损伤阈值和良好的机械性能，成为当前中红外激光研究的重点。 文章通过数值模拟，深入研究了ZGP-DFG过程的光学性质，特别是在产生8.5μm差频光时的转换效率。这些结果为优化ZGP-DFG激光器设计提供了重要参考，并为进一步提升中红外激光器的性能开辟了新的路径。研究还指出，对于ZGP-DFG的允许参量、走离角以及转换效率的深入理解和优化，对于开发高效、宽调谐的中红外光源至关重要。 这篇论文强调了ZGP晶体在中红外激光技术中的潜力，其独特的角调谐特性和高转换效率使其成为该领域的优选材料。未来的研究可能将集中于如何进一步提高ZGP-DFG系统的性能，以满足各种实际应用的需求。