研究背景及概述
中红外波段通常指2.5~25μm的电磁波谱范围。中红外波段包含大气传输窗口，并且许多气体分子的振动吸收峰、有机官能团和化学键的指纹谱位于中红外波段，因此在光电对抗、气体检测、生物医学、遥感探测等领域都具有广泛的应用前景。基于非线性光学频率变换技术的中红外固体激光源具有调谐范围宽、调谐方式简单的优势，同时其系统结构紧凑，可在室温条件下运转，稳定性高。基于此类激光源产生的可调谐中红外激光可用于材料特性研究、红外激光吸收光谱测量、高光谱成像等领域。
非线性晶体是非线性光学频率变换技术的核心器件，其物理与光学特性直接影响激光源的输出性能。相比于氧化型晶体，非氧化型晶体在4μm以上受多声子吸收效应影响较小，其在宽带调谐中红外激光产生方面具有显著优势。随着材料科学与晶体生长技术的不断发展，近年来不断有新型非氧化型晶体用于可调谐中红外激光产生的相关报道。考虑到近红外1μm激光产生技术泵浦结构相对简单，且具有结构紧凑、体积小、技术成熟的优势，利用近红外1μm激光泵浦非氧化型中红外晶体产生宽带可调谐中红外激光具有极高的应用价值。
本文从非线性光学频率变换激光源的增益介质—非线性晶体材料出发，全面综述几种新型红外非线性晶体在近红外激光泵浦下的可调谐中红外激光器的发展现状，包括三元的磷属、硫属晶体以及准相位匹配晶体，分析非线性晶体材料的光学特性与中红外激光器的结构特点和输出性能之间的关系，最后对国内外研究进展进行总结，并对其发展趋势进行展望。
图1 近红外激光泵浦的中红外差频产生系统示意图
图2 近红外激光泵浦的中红外光学参量振荡器示意图
