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多波段激光器在军事上有着重要的应用背景,本文对1μm、2μm和3~5μm波段激光的主要产生途径进行了综述,并确定了采用DPL固体激光技术结合光参量振荡技术的方式实现多波段激光的输出。 Nd:YAG激光器产生1μm激光,以此为光源泵浦KTP OPO可产生21μm激光输出,再以2μm激光为光源泵浦ZGP OPO可产生3~5μm激光输出,因此,在Nd:YAG激光器基础上采用OPO技术可以产生多波段激光同时输出。 本文建立了非线性晶体内三波互作用理论模型,分析了光参量振荡器内三波互作用的重要参数计算过程,通过该模型可知在光参量振荡器设计时,如何优选非线性晶体材料;同时,本文还建立了光参量振荡器理论模型,通过对单谐振(SRO)和双谐振(DRO)的效率模型分析可知,单谐振具有阈值高、效率高的特点,而双谐振则具有阈值低、效率低的特点。 详述了KTP和ZGP晶体的基本特性,并在光参量模型理论分析基础上对KTP OPO及ZGP OPO光参量振荡器的相位匹配、非线性系数、走离角等参数进行了计算,并以此为依据,设计了光参量振荡器实验装置。 在理论分析指导下,在实验装置上实现了1μm、2μm和3~5μm多波段激光同时输出,输出功率分别为15W、10W和2.3W,OPO的设计匹配角与理论计算相符。