OS 4500光學參量振蕩器是一個緊湊的、集多功能于一身的連續激光光源,結合了優異的光譜特性與超寬調諧范圍。具有單頻運行、窄線寬、低噪聲 及優異光束質量等特點,使其能理想地用于高分辨光譜學及其它紅外光譜區需要精密計量的諸多應用。
OS 4500光學參量振蕩器配備了一個集成泵浦激光器以及電路穩定控制。通過非線性晶體(摻鈮酸鋰氧化鎂)的周期性極化轉換輸出信號光(1.38 - 2.00 μm)與閑頻光(2.28 - 4.67 μm)。晶體內置于光學諧振腔內實現光學參量振蕩,腔內標準具(ICE)確保穩定的單頻運行輸出。信號光和閑置光輻射是通過在單晶體上整合多個極化周期而實現的。無需更換任何光學組件,系統便可以調諧到所需要的頻率輸出。
通過以下幾個層次實現調諧:
1.粗調諧,通過手動改變非線性晶體的橫向位置以選擇合適的光柵
2.溫度調諧,在同一個光柵內找到所需的波長
3.標準具調諧,在光參量振蕩器的增益帶寬內,選擇理想的諧振輻射腔體模式
4.無跳模連續調諧,通過改變泵浦激光器的頻率實現
典型參數
泵浦光波長 | 1064 nm |
信號光波長范圍 | 1380 – 2000 nm |
閑頻光波長范圍 | 2280-4670 nm |
線寬(20微妙) | < 10 kHz |
線寬(1毫秒) | < 50 kHz |
無跳模連續調諧范圍 | 2GHz信號光,1GHz閑頻光 |
頻率漂移 | < 50 MHz/h |
閑頻光最大輸出功率 | 250 mW |
信號光最大輸出功率 | 220 mW |
功率穩定性 | < 5%/h |
空間模式 | TEM00 |
偏振 | 線偏振 |
可選項
高泵浦功率選項
OS 4500標配一個1.2W的泵浦激光器??蔀槠溥x配一個2W的泵浦激光器,對應的輸出功率可提高近50%。
激光振鏡掃描選項
用于選擇共振波(包括信號光和閑頻光)頻率的標準具的傾角,通常通過其對應的精密旋鈕進行手動調節。此外,光參量振蕩器還可以配置激光振鏡掃描使用模擬信號輸入進行電動調節標準具的角度。
典型應用
l 計量學
PE cw-OPOs結合鈦寶石飛秒激光光學頻率梳使用提供可見光和中紅外光波段間的相位相干橋,并首次在1064nm Nd:YAG激光器和3.39um光頻標準之間實現直接光頻比對。
FIG. 1:OPO-comb tandem as a bidirectional coherent link between IR and visiblespectral ranges.
FIG. 2 Schemeof phase locking of the OPO output frequencies and a Ti:Sapphire femtosecondlaser comb to a He–Ne/CH4 frequency standard.
【E.V. Kovalchuk et al., Opt. Lett.30, 3141 (2005)】
cw-OPO當被穩定到頻率標準上可從近紅外到中紅外波段輸出超穩定的輻射頻率,它也可能開啟分子光譜學一個新的前景。
【O.D. Mücke et al., Opt. Lett. 29,2806 (2004)】
【I. Ernsting et al., ICOLS Aviemore(2005)】
【E.V. Kovalchuk et al., Opt. Lett.30, 3141 (2005)】
【E.V. Kovalchuk et al., Proc 6thSymp. Frequency Standards and Metrology, World Scientific Singapore 513 (2002)】
l 痕量氣體檢測
痕量氣體的選擇性檢測在生物學(如植物生理學)、大氣化學、環境監測分析和醫藥醫學(如呼吸分析)中起著重要的作用。PE cw-OPOs的使用可使得靈敏度達到10-8 - 10-10 cm-1s-1。
A) 用于石英增強光聲光譜痕量氣體檢測
FIG. 3Schematic representation of the experimental setup. The output of athree-section DBR diode laser is seeded, through a 60 dB optical isolator (ISO1), into a fiber amplifier, which is pumped by a 25W 976 nm diode bar. Theamplified light passes through a second 30 dB optical isolator (ISO 2) andquarter- and half-wave plates (Q, H) for polarization control before pumping asingly resonant optical parametric oscillator based on an MgO-dopedperiodically poled lithium niobate crystal (PP-MgO-LN). An intra-cavity etalon(E) serves as a frequency selective element for the signal wavelength. A partof the idler is monitored with a wavelength meter, while the majority of thepower is used for trace gas detection with quartz-enhanced photoacousticspectroscopy
【Ref: A.K.Y. NGAI., Appl.Phys. B 89, 123–128 (2007)】
B) 用于生物學中揮發性有機化合物的衡量檢測
基于光參量振蕩的腔漏光譜系統實現3um波段ppt級濃度的乙烷氣體檢測
【Von Basum et al., Opt. Lett. 29, 797(2004)】
C) 基于cw-OPO用于痕量氣體檢測的便攜式光聲光譜儀
http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=OE-11-22-2820
【Müller et al., Opt. Express 11,22,2820 (2003)】
l 高分辨分子光譜學
由于OPO具有窄線寬、高穩定性、寬譜覆蓋及寬調諧范圍等優點,使其用于高分辨光譜。光譜分析是化學中一個熱門方向。PE cw-OPOs在如IR-IR雙共振光譜與激光誘導反應光譜等諸多實驗方法中成功實現激發分子。
【Kovalchuk etal., Opt. Lett. 26, 1430 (2001) 】
【Merritt etal., J. Chem. Phys. 121, 1309 (2004)】
【G.E.Douberly et al., Phys.Chem.Chem.Phys 7, 463 (2005)】
【O. Asvany etal., J. Chem. Phys. 127, 154317 (2007)】
l 材料分析
A) 基于PEcw-OPOs的連續腔衰蕩光譜方法用于固體的光譜分析。
【Terasaki etal., JOSA B 22, 675 (2005)】
B)通過光子阱(photon-trap)光譜方法可以用于表面吸光度或痕量雜質檢測。
【K. Egashiraet al., J. Chem. Phys. 126, 221102 (2007)】
C) 通過無孔徑掃描近場光學顯微鏡研究超材料的近場分布,OPO的寬譜范圍使其在近紅外到中紅外波段光學材料測試中很有用。
【T. Zentgraf et al., Opt. Lett. 33,848 (2008)】