气体受激拉曼散射系统的分析与优化

作者：刘盼; 张天舒^*; 范广强; 孙新会; 董云升

来源：光学精密工程, 2019, 27(12): 2509-2516.

• 受激拉曼散射
• 增益系数
• 气体气压
• 透镜焦距

为了优化气体受激拉曼散射系统,采用理论与实验相结合的方法,对气体受激拉曼散射现象进行了研究。根据受激拉曼基本理论计算了CH4和D2在不同气压下的拉曼增益系数,然后采用输出能量为70mJ的Nd∶YAG三倍频355nm激光进行了受激拉曼散射实验,测量了在拉曼池气体气压为1×105～2×106 Pa,焦距分别为500,750mm下的斯托克斯光的输出能量。发现CH4拉曼增益系数随气体压力升高而增大;D2拉曼增益系数在1×106 Pa左右达到最大值,之后不随气压升高而改变。实验结果表明,在气体受激拉曼装置中,合理选择拉曼池气体气压和耦合聚焦透镜的焦距,即甲烷气体系统选择长焦距高气压,氘气系统选择长焦距低气压。理论计算与实验结果基本一致,此研究对NO2差分吸收激光雷达光源系统的优化有着很重要的作用。

• 单位
  中国科学院合肥物质科学研究院; 中国科学技术大学