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超快激光泵浦
OPSL不存在“绿噪声”
材料来源:激光世界           录入时间:2010-7-16 13:56:43

作者:John Wallace

Coherent公司于2009年6月推出的光泵浦绿光半导体激光器(OPSL),有望成为科研用激光器市场中的重要产品,其中一个特别的原因是:输出功率5W、波长532nm的OPSL是泵浦Ti:sapphire超快激光器的低噪声泵浦源,并且其成本要比二极管泵浦固态(DPSS)泵浦激光器低得多。(输出功率5W的OPSL称为Verdi G5,输出功率2W的OPSL称为G2,后者功率对于泵浦Ti:sapphire激光器而言较低)。

OPSL的增益介质是半导体芯片,由InGaAs量子阱层与GaAs层交替排列构成。GaAs层吸收泵浦辐射,InGaAs量子阱的发射波长由量子阱尺度以及铟和镓的相对配比决定。增益介质用二极管阵列发出的近红外光泵浦。OPSL光可以轻易地进行内腔倍频(三倍频),因此输出光束为单横模,并且光束质量因子M2优于1.1。

通常采用钕DPSS激光器泵浦Ti:sapphire激光器。通常该泵浦激光器有多个纵模,并且采用内腔倍频——这两者相结合导致功率在不同纵模的分布随时间涨落,称为“绿噪声”。在DPSS激光器中,采用线宽窄化光学元件、稳定回路以及对腔温度进行精密控制可以减小这种强度噪声。

与之相比,由于OPSL增益介质的激发态寿命很短,因此根本不存在绿噪声问题。由于不存储增益,不存在功率的动态涨落,并且纵模分布完全由激光腔特征决定。因此,Coherent公司的5W OPSL在10Hz~100MHz带宽范围内的RMS噪声小于0.03%(图1)。

图1:OPSL的增益介质激发态寿命很短,几乎不会存储增益。因此,发射波长为532nm的倍频OPSL不存在“绿噪声”,并且其总噪声也比较低。

其他科研应用

绿光OPSL(以及Coherent公司其他发射波长在355~577nm之间的OPSL)同样适用于其他科研应用领域,例如光谱学、全息、干涉、载波-包络相位稳定以及原子冷却和捕获等。Coherent生产线经理Brandon Moriok指出,OPSL技术的其他重要优点还包括功率定标能力(得益于不存在热透镜效应)以及波长灵活性。Brandon Moriok表示:“以前,研究人员不得不在气体、染料以及DPSS激光器间寻求最接近的工作波长。如今,OPSL可以打破这些限制,允许研究人员获得最适合他们应用的波长。”


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