宽调谐中红外差频激光及大气水汽浓度探测  

A Widely Tunable Mid-Infrared Difference Frequency Generation Laser and Its Detection of Atmospheric Water

作　　者：汪六[1,2,3] 曹振松[1,2] 王欢[1,2,3] 赵辉[1,2,3] 高伟[1,2,3] 袁怿谦[1,2] 陈卫东 张为俊[1,3] 高晓明[1,2,3] 

机构地区：[1]中国科学院大气成分与光学重点实验室,安徽合肥230031 [2]中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究中心,安徽合肥230031 [3]中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学研究室,安徽合肥230031 [4]法国滨海大学大气物理与化学实验室,法国敦刻尔克59140

出　　处：《光学学报》2011年第4期180-185,共6页Acta Optica Sinica

基　　金：中国科学院重大科研装备研制项目(YZ200818)资助课题

摘　　要：基于非线性差频技术,利用AgGaS2晶体通过二类相位匹配条件(e+o→e)产生了5～12.5μm宽调谐差频激光(DFG)输出。抽运光源是一个再生激光放大系统,它由连续的Littrow结构光栅外腔半导体激光器和锥形半导体放大器组成,调谐范围为760～790nm,最大输出功率可达800mW(780nm)。信号光源是连续可调谐钛宝石激光器,调谐范围为790～910nm,最大输出功率可达760mW(806nm)。差频激光在7.0μm附近获得的最大输出功率为1.076μW。基于产生的差频激光,采用直接吸收光谱方法测量了实验室大气中的水汽在7.0μm附近(000→010)吸收带的吸收光谱。在19.0cm的吸收光程条件下,依据记录的大气中水汽的吸收光谱获得了实验室大气中水汽的浓度。A widely tunable（5～12.5 μm） continuous wave mid-infrared laser based on difference frequency generation（DFG） in a AgGaS2 crystal with type Ⅱ（e＋o→e）phase matching is reported.The pump laser is a master oscillator power amplifier（MOPA） system which consists of a grating-tuned external-cavity diode laser in Littrow configuration and a tapered semiconductor amplifier,which is tunable from 760 to 790 nm with a maximum power of 800 mW（780 nm）.The signal laser is a Ti：sapphire laser,which is tunable from 790 to 910 nm with a maximum power of 760 mW（806 nm）.A maximum output power of 1.076 μW is obtained near 7.0 μm.Based on the difference frequency generation laser,the direct absorption spectrum of（000→010） band of water vapor near 7.0 μm in laboratory air is measured.Under the absorption optical path of 19.0 cm in open air,the concentration of water vapor in laboratory air is estimated from the recorded absorption spectrum.

关 键 词：非线性光学 中红外 差频 二类相位匹配 AgGaS2晶体 水汽 

分 类 号：TN212[电子电信—物理电子学]