Fe∶ZnS/ZnSe中红外固体激光器研究进展

程小劲，李 超，徐 飞，姜本学

(1.上海工程技术大学 机械工程学院， 上海 201620； 2.中国科学院 上海光学精密机械研究所， 上海 201800)

引 言

高性能的中红外激光在军事、民用及科学研究上的重大应用前景使其成为国际激光领域的研究热点[1]。在新一代光电制导和光电对抗领域，第4代中红外波段凝视成像制导技术可以显著提高红外制导的灵敏度和抗干扰能力，是未来精密武器复合制导的主要发展方向之一。另一方面，中红外波段存在水的强吸收峰，且覆盖大气的关键传输窗口，因此又被广泛应用于气候监测、生物检测以及医疗应用领域。2013年，WANG等人指出：宽带红外光谱包含许多分子的基本特征振动峰，处于“分子指纹”区，其必将成为光学检测和化学成分分析中独特且强有力的工具[2]。

目前国际上获得中红外激光的主要技术路线有：化学激光器(主要是氟化氢、氟化氘)[3-4]、自由电子激光器[5]、半导体激光器[6]、固体(包括光纤)激光器+光学参量振荡器(optical parametric oscillator，OPO)[7-10]和通过固体激光器直接获得中红外激光输出[11]。其中，化学激光器体积庞大、维护复杂且一般会产生有毒的化学副产品；自由电子激光器体积庞大、价格昂贵；半导体量子级联激光器(quantum cascade lasers, QCL)产生的中红外激光存在光束质量差、输出功率低且工艺复杂等问题；通过OPO获得的中红外激光属于闲置光，转换效率低且系统结构较复杂。而通过激光二极管(laser diode，LD)抽运稀土或过度金属离子掺杂的固体激光介质产生中红外激光的技术路线具有结构紧凑灵活、输出波长多样、价格较为低廉且具有高功率、高能量输出能力等优点，是当前最有发展前途的技术路线之一。……