0214001‑1第52卷第2期2023年2月Vol.52No.2February2023光子学报ACTAPHOTONICASINICA基于闲频光谐振的中红外高能量、高光束质量KTiOAsO4光学参量振荡器周玉霞，艾孜合尔江·阿布力克木，达娜·加山尔，塔西买提·玉苏甫（新疆师范大学物理与电子工程学院新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室，乌鲁木齐830054）摘要：基于砷酸钛氧钾（KTA）晶体优良的非线性光学特性，研究了由1μmNd：YAG纳秒脉冲调Q激光器泵浦的高能量、高光束质量闲频光单谐振光参量振荡器。选取合适镀膜参数的腔镜、优化腔型设计，建立了一个稳定紧凑的半球形对称闲频光单谐振腔，实现了高能量、高光束质量的近-中红外激光输出。在输入泵浦光的（1.064μm）最大能量为20.2mJ时，输出信号光（1.535μm）和闲频光（3.468μm）的最大能量分别为2.91mJ和1.13mJ，对应信号光和闲频光的斜效率分别为20.9%和8.1%。闲频光单谐振的光参量振荡器具有更大的衍射损耗和光束发散角，可以极大的限制输出光束的光谱带宽、提高谐振闲频光的光束质量等优势，测量了输出中红外闲频光在两个正交方向上的光束质量因子分别为M2x≈1.1，M2y≈1.1。关键词：非线性光学；闲频光谐振；光参量振荡器；光束质量；砷酸钛氧钾中图分类号：O437.4文献标识码：Adoi：10.3788/gzxb20235202.02140010引言1.5~1.6μm波段是重要的人眼安全和大气窗口波段，该波段的光束进入人眼时先被眼球表面吸收，不会到达视网膜，被广泛应用于激光测距、雷达、遥感、通信等多个领域［1-2］。其中1.54μm波长是人眼安全的一个奇点，该波长的激光器在国防安全等要求严苛的领域具有极大的应用需求［3-5］。3~5μm波段是重要的大气红外窗口波段，涵盖了大量CH2、NO2等工业污染气体的分子振动吸收峰，许多痕量气体分子在该波段具有非常强的吸收特性和基本的振动带，对于浓度比较低的微量气体元素，可以借助该波段的激光来准确检测分子含量和浓度［6-7］。因此，中红外激光在环境监测、痕量气体追踪、分子光谱学、有机材料加工等领域有着非常重要的应用［8-9］。为满足上述激光在实际生活中的重要应用，国内外多位研究者为此做出极大努力。非线性频率转换技术作为一种非常紧凑高效的频率拓展技术，可以将固体激光器输出的单一波长通过非线性晶体进行倍频（SecondHarmonicGeneration，SHG）［10］、和频（SumFrequencyGeneration，SFG）［11］、光参量放大（OpticalparametricAmplification，OPA）［12］、光参量振荡（OpticalParamet...
