不同波段激光存在一些特性上的差異，比如中紅外波段激光已經在諸多領域得到了有效利用，包括遠程自由空間光通信、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷等領域。除此之外，中紅外激光在軍事應用領域也占有一席之地，主要集中于成像激光雷達和激光定向紅外干擾這兩個方向。

然而，常見的固體激光器工作波長均集中于近紅外波段，必須發(fā)展中紅外激光介質或采用非線性頻率變換技術才能將激光器的工作波長變換至所需的合適范圍。早期基于非線性頻率變換技術實現(xiàn)的中紅外激光器均采用傳統(tǒng)固體激光器作為泵浦源，一般都會有體積大，易受外界環(huán)境不穩(wěn)定因素干擾等缺點，從而導致其穩(wěn)定性差，難維護且維護成本高等問題。

相較于傳統(tǒng)固體激光器而言，光纖激光器具有光束質量好、光譜靈活可控、轉化效率高、體積緊湊、熱管理方便等諸多優(yōu)點；利用光纖激光器泵浦實現(xiàn)的中紅外光參量振蕩器具有參量轉換效率高、穩(wěn)定性高、易于調諧、結構緊湊、集成度高等諸多優(yōu)點。在實際應用上，與傳統(tǒng)空間固體激光器相比，利用光纖激光器作為變頻光源，有如下眾多優(yōu)勢：

結構靈活：不因振動或溫度變化而產生變化，重量輕、結構靈活、攜帶方便，能滿足不同場合需求；

波段靈活：光纖激光工作波段遠超過固體激光器，更可實現(xiàn)光譜定制，使能量集中于一支或多支譜線，且光譜形態(tài)和包絡靈活可控；

切換靈活：光纖激光器件集成度高，容易實現(xiàn)頻率、偏振、相位等的調節(jié)控制，實現(xiàn)不同功能；

連續(xù)波工作模式：采用連續(xù)波光纖激光器作為泵浦源，可以提高系統(tǒng)的使用壽命，實現(xiàn)功率穩(wěn)定的中紅外激光輸。

為了更有效率地實現(xiàn)近紅外激光到中紅外激光之間的變換，一門被稱為頻率變換技術的新技術門類被開發(fā)出來，這種技術目的是用來將激光器的工作波長變換至所需范圍。傳統(tǒng)的固體激光器波長受限于自身的能級結構，通常都是難以改變的，但是通過頻率變換技術，特別是其中的光學參量振蕩技術，由人工定制的非線性晶體決定其波長，只需要改變一點點細節(jié)，就可以實現(xiàn)極大的轉化，使激光的波長變換出無數(shù)可能，更可以變換到之前無法實現(xiàn)的波段上去。

想要實現(xiàn)高功率光纖變頻中紅外激光，需要克服光纖激光內偏振不穩(wěn)定、自脈沖、光纖非線性效應、參量逆轉換效應、寄生振蕩效應等多種不利因素的影響，并突破一系列的科學難題，可謂困難重重。

據悉，國內科研機構使用連續(xù)波光纖激光泵浦中紅外光學參量振蕩器作為突破口，先后攻克了光纖激光的混合放大、偏振補償、高效率中紅外頻率變換等技術難題，在國內率先開展了光纖變頻中紅外激光技術研究。

審核編輯 黃昊宇