掺杂比对CdGe(As11-xPx)2倍频与参量振荡的影响

 在相位匹配和可接受掺杂比理论的基础上，针对CdGe((As1_1-xP_x)₂晶体，研究了掺杂比对频率转换的影响。依据Sellmeier方程得到了倍频和Ho³⁺:YLF与Cr:Er:YSGG激光器泵浦光学参量振荡的相位匹配调谐曲线，并给出了不同掺杂下的可接受掺杂比。结果表明：掺杂晶体可实现2~9 μm范围内非临界相位匹配的倍频和2~18 μm的参量光产生；随着掺杂比的增大，可接受掺杂比近似线性减小，并随着波长改变展现出了不同变化趋势。     

高功率宽调谐输出的多周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡器

利用掺杂浓度为5 mol%的掺氧化镁多周期极化铌酸锂晶体实现了高效单谐振的准相位匹配光参量振荡器,所使用的周期极化铌酸锂晶体有6个周期,且以1 μm为间隔,从26.5~31.5 μm. 该光参量振荡器以脉宽为150 ns,重复频率为10 kHz的声光调Q Nd∶YAG激光器为泵浦源,且泵浦光波长为1.064 μm. 通过控制晶体的温度（50~200℃）以及改变晶体的极化周期（26.5~31.5 μm）,可由该光参量振荡器获得2.83~2.89 μm,3.10~3.38 μm,3.57~3.78 μm,3.95~4.12 μm, 4.28~4.46 μm,4.65~4.79 μm的闲频光连续调谐输出. 且当泵浦功率为8.15 W时,在闲频光输出波长为3.33 μm处,获得了最大输出功率2.17 W.     

I型准相位匹配周期性极化铌酸锂倍频蓝光输出

在周期为 14 .5 μm的周期性极化铌酸锂中 ,利用d3 1,得到了一阶I型EωYEωY-E2ωZ (oo-e)准相位匹配蓝光二次谐波。在 15 0℃下 ,由 114 μJ抽运光 ,得到了 5 2 μJ ,0 .4 73μm倍频蓝光 ,对应于平均最大转换效率 4 5 .6 %。制备了一阶和三阶周期分别为 4 .5 μm和 13.5 μm的周期性极化铌酸锂。在EωZEωZ-E2ωZ (ee -e)准相位匹配 0 .4 73μm蓝光倍频中 ,15 0℃下 ,分别得到了 4 1.3%和 19%的倍频转换效率。oo -e准相位匹配比传统的ee -e准相位匹配有较大的光栅周期 ,尤其在短波长区域倍频输出应用中 ,降低了周期性结构制作的困难 ,其较大的容许带宽在实验中提高了频率转换效率。实验结果表明了在周期性极化铌酸锂中准相位匹配倍频的偏振相关性。     

产生蓝色相干辐射和实现Nd:YAG 1.0642μm倍频90°非临界相位匹配的Nb:KTiPO4

本文报道了用熔盐顶部籽晶法生长Nb浓度(0～13)mol%的Nb:KTP晶体的倍频的Ⅱ型相位匹配的截止波长和Nd:YAG 1.0642μm及Nd:YA1O3 1.0795μm激光在这些晶体中倍频的最佳相位匹配角的测量结果.从中可看出,由于Nb5+的引入使KTP晶体倍频的Ⅱ相位匹配的截止波长有效蓝移,目前已使截止波长蓝移至937nm且有效产生468.5nm的倍频蓝光.同时Nb5+的引入使Nd:YAG 1.0642μm激光和Nd:YA1O3倍频的最佳相位匹配方向产生很大的变化,目前已使Nb:KTP晶体倍频的最佳相位匹配方向为θ＝88.32°、Φ＝0°,非常接近于90°非临界相位匹配方向.     

Al、S和Te掺杂GaSe晶体的光学及倍频特性

对不同浓度Al、S和Te掺杂GaSe晶体的透过率和倍频特性进行了研究.结果表明,适宜浓度的掺杂晶体在透明波段内吸收系数约为α≤0.1~0.2cm-1,适于非线性应用.GaSe∶S晶体透过率曲线向短波方向移动,且更适于高浓度掺杂,而Al和Te掺杂晶体透明范围的波段截止波长向长波方向移动,且移动幅度小于S掺杂晶体,当掺杂浓度达到GaSe∶Al(0.5mass%)和GaSe∶Te(5mass%)时,晶体光学质量明显下降.通过fs Ti∶Sapphire激光和CO2激光泵浦下I类倍频实验发现,S掺杂晶体相位匹配曲线向短波方向移动,倍频输出功率比纯GaSe晶体有明显提高,最佳掺杂浓度为2mass%.Al和Te掺杂晶体相位匹配角与纯GaSe晶体相比没有明显变化,实验结果与理论曲线符合较好.利用非线性方法研究发现当掺杂浓度不超过5mass%时,GaSe∶Te晶体与纯GaSe同样属于六角形结构.三种掺杂方式最佳掺杂浓度分别为GaSe∶Al(0.1mass%),GaSe∶S(2mass%)和GaSe∶Te(0.5mass%),在CO2激光泵浦下,三者频率转换效率之比约为1∶0.6∶0.5.在所使用的晶体样本中,GaSe∶S(2mass%)晶体性能最佳,其频率转换效率可达纯GaSe晶体的3倍左右.     

产生蓝色相干辐射和实现Nd:YAG 1.0642μm倍频90°非临界相位匹配的Nb:KTiPO4

本文报道了用熔盐顶部籽晶法生长Nb浓度(0～13)mol%的Nb:KTP晶体的倍频的Ⅱ型相位匹配的截止波长和Nd:YAG1.0642μm及Nd:YA1O₃1.0795μm激光在这些晶体中倍频的最佳相位匹配角的测量结果.从中可看出,由于Nb⁵⁺的引入使KTP晶体倍频的Ⅱ相位匹配的截止波长有效蓝移,目前已使截止波长蓝移至937nm且有效产生468.5nm的倍频蓝光.同时Nb⁵⁺的引入使Nd:YAG1.0642μm激光和Nd:YA1O₃倍频的最佳相位匹配方向产生很大的变化,目前已使Nb:KTP晶体倍频的最佳相位匹配方向为θ=88.32°、Φ=0°,非常接近于90°非临界相位匹配方向.     

倍频及参量过程中的相位匹配角折返现象

许多非线性光学晶体在倍频及参量过程中的相位匹配角折返现象目前已由中国科学院物理研究所通过计算得到证实,并由基于经典光学的理论成功地解释了该现象的普遍性,得出倍频及参量过程中的相位匹配角折返现象广泛存在于一类和二类匹配的单轴及双轴晶体中的重要结论. 非线性光学晶体的相位匹配角折返现象是一种十分有趣且具有应用前景的新现象.倍频过程中的相位匹配角折返现象是指当晶体处于某一角度时,存在两个(或两个以上)不同频率的相干光同时倍频相位匹配.参量过程中的相位匹配角折返现象是指当泵浦光频率及晶体角度处在某一范围时,存在两…     

Ho3+掺杂GeO2-Ga2O3-Li2O-BaO-La2O3玻璃的光谱和增益特性的计算

用高温熔融法制备了不同Ho3+浓度掺杂的65GeO2-12Ga2O3-8Li2O-10BaO-5La2O3-χHo2O3锗酸盐玻璃.从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的跃迁强度参量（Ω2,Ω4,Ω6）,并由此计算了Ho3+离子的自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β,辐射能级寿命τ等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Ho3+离子能级5I8→5I7（2.0 μm）跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时也获得了相应的反映粒子数反转的增益截面光谱.钬掺杂的锗酸盐玻璃,其增益截面的最大值比所报道的氟锆铝酸盐玻璃大.结果表明,Ho3+掺杂的锗酸盐玻璃在2.0 μm附近波段的中红外激光器中将有一定的应用前景.     

基于单晶体的可调谐参量超荧光的产生

研究了一种基于单晶体的可调谐超荧光产生机理，在一个偏硼酸钡(BBO)晶体中实现了飞秒脉冲倍频过程和光参量产生过程.实验中采用kHz高功率钛宝石激光系统输出的飞秒脉冲光倍频后的蓝光作为抽运光，获得了可调谐范围为480—530 nm参量超荧光光谱输出.理论上分析了这种超荧光产生机理，并利用放大传递函数模拟出参量超荧光环的产生过程.结果表明，在一个BBO晶体中，当抽运光源输出光入射晶体角度同时满足倍频相位匹配角和非共线光参量产生相位匹配角时可产生参量超荧光环，通过微调相位匹配角可控制参量超荧光光谱调谐输出.该理论和实验研究为控制参量超荧光和量子纠缠态的产生提供了理论依据，对于量子成像和量子通讯等领域的发展具有重要意义.     

KTP和 7.5 mol% Nb∶KTP晶体在 Nd∶YAG激光中的倍频和和频(英文)

本文在获得精确的 7.5mol% Nb∶ KTP晶体的 Sellmeier主折射率色散方程的基础上 ,计算 7.5mol% Nb∶ KTP晶体对 1 .0 6 42μm和 1 .3 1 88μm Nd∶ YAG激光的倍频和和频的 型相位匹配曲线 .通过研究 KTP和 7.5mol% Nb∶ KTP晶体的主折射率 ,双折射率和相位匹配 ,可以看出 Nb掺入 KTP晶体后产生的折射率和双折射率的色散和各向异型的变化是引起 KTP晶体相位变化的根本原因 .     

基于复合腔的波长可调谐连续橙红色激光器

设计并研制了一种基于复合腔结构的波长可调谐、瓦级连续输出的橙红色激光器.该激光器是由半导体激光侧泵Nd∶GdVO_4晶体产生p-偏振1 062.9nm基频光的谐振腔和使用周期性极化晶体MgO∶PPLN(三个极化周期为29.0μm、29.8μm和30.8μm)的单共振光学参量振荡器组成.在两个谐振腔的重叠区域,利用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体对s-偏振信号光与p-偏振1 062.9nm基频光进行腔内和频.通过对MgO∶PPLN晶体进行三个不同极化周期的调谐和30℃~200℃范围内的温度调谐,在三个波段(613.4~619.2nm@29.0μm、620.2~628.9nm@29.8μm和634.4~649.1nm@30.8μm)获得了波长可调谐的橙红色激光连续输出,并在相应波段(3 980.0~3 758.5nm@29.0μm、3 714.2~3 438.3nm@29.8μm和3 278.0~2 940.2nm@30.8μm)获得了波长可调谐的中红外闲频光的连续输出.在30℃最低调谐温度,通过改变晶体的极化周期,在613.4nm、620.2nm和634.4nm处测得最大连续输出功率分别为1.52 W、2.21 W和3.03 W,对应的三束闲频光最大连续输出功率分别为2.36 W@3 980.0nm、3.17 W@3 714.2nm和4.13 W@3 278.0nm.     

Comparative investigation of long-wave infrared generation based on ZnGeP2 and CdSe optical parametric oscillators

Long-wave infrared(IR) generation based on type-II(o→e+o) phase matching ZnGeP 2(ZGP) and CdSe optical parametric oscillators(OPOs) pumped by a 2.05 μm Tm,Ho:GdVO 4 laser is reported.The comparisons of the birefringent walk-off effect and the oscillation threshold between ZGP and CdSe OPOs are performed theoretically and experimentally.For the ZGP OPO,up to 419 mW output at 8.04 μm is obtained at the 8 kHz pump pulse repetition frequency(PRF) with a slope efficiency of 7.6%.This ZGP OPO can be continuously tuned from 7.8 to 8.5 μm.For the CdSe OPO,we demonstrate a 64 mW output at 8.9 μm with a single crystal 28 mm in length.     

Comparative investigation of long-wave infrared generation based on ZnGeP2 and CdSe optical parametric oscillators

Long-wave infrared (IR) generation based on type-II (o→e+o) phase matching ZnGeP₂ (ZGP) and CdSe optical parametric oscillators (OPOs) pumped by a 2.05 μm Tm,Ho:GdVO₄ laser is reported. The comparisons of the birefringent walk-off effect and the oscillation threshold between ZGP and CdSe OPOs are performed theoretically and experimentally. For the ZGP OPO, up to 419 mW output at 8.04 μm is obtained at the 8 kHz pump pulse repetition frequency (PRF) with a slope efficiency of 7.6%. This ZGP OPO can be continuously tuned from 7.8 to 8.5 μm. For the CdSe OPO, we demonstrate a 64 mW output at 8.9 μm with a single crystal 28 mm in length.     

Compact and tunable mid-infrared source based on a 2 μm dual-wavelength KTiOPO4 intracavity optical parametric oscillator

Using a double resonant KTiOPO 4 (KTP) intracavity optical parametric oscillator operating at degenerated point of 2 μm,we demonstrate a unique mid-infrared source based on difference frequency generation in GaSe crystal.The output tuning range is 8.42-19.52 μm,and a peak power of 834 W for type-I phase matching scheme and 730 W for type-II phase matching scheme are achieved.Experimental results show that this oscillator is a good alternative to the generator of a compact and tabletop mid-infrared radiation with a widely tunable range.     

基于GaSe差频产生8~19 μm可调中红外辐射

利用Nd∶YAG激光器抽运内腔KTP光学参量振荡器,得到了输出为2 μm附近的双波长,并在满足Ι类相位匹配条件下,在GaSe中共线差频产生8~19 μm连续宽调谐调的中红外辐射.在8.76 μm处脉冲最大能量达33.66 μJ,峰值功率7.4 kW,光子转换效率达4.43%左右.分析了影响能量转化效率的原因,提出了补偿走离的措施.     

Zig-Zag板条泵浦的2.12μm激光器

 为了实现窄脉宽、高峰值功率2.12 μm激光的稳定输出,设计了基于侧面泵浦Zig-Zag 板条产生1.06 μm基频光,进而泵浦KTP晶体通过II类相位匹配产生2.12 μm激光的光参量振荡实验。对外腔及内腔进行了实验研究,分别获得了1.53%和2.86%的电光转换效率。在20 Hz频率下内腔2.12 μm输出能量达到70 mJ以上,脉宽7 ns~9 ns。其中内腔实验中能量输出稳定度接近8%。     

载波-包络相位稳定的周期量级近红外超短脉冲激光系统

利用光参量放大过程输出的闲置光载波-包络相位(CEP)被动稳定的特点,搭建了三级光参量放大(OPA)系统,获得了CEP稳定的近红外高能量超短激光脉冲(1.4 mJ/40 fs/1 kHz @ 1.8 μm),其CEP抖动为516 mrad(rms).经空心光纤展宽光谱和块体材料补偿色散,激光脉宽最终可被压缩至小于两个光学周期(<12 fs),脉冲能量达到0.54 mJ.该系统为单个阿秒脉冲的产生和其他高次谐波实验提供了优质的光源. 关键词： 光参量放大 周期量级近红外激光脉冲 载波-包络相位稳定     

中波红外激光技术最新进展

3～5μm中红外波段激光源是近年来备受国内外关注的研究热点,本文综合评述了产生中红外波段激光的5种主要方法（CO2激光倍频技术、泛频CO激光技术、光学参量振荡器、氟化氘激光器、Fe2＋∶ZnSe固体激光技术）的国内外发展现状,总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题,指出了该技术的未来发展趋势。     

Optical parametric generation in CdSiP2

We report efficient generation of picosecond pulses in the near- and mid-IR in the new nonlinear material CdSiP(2) pumped at 1.064 μm by an amplified mode-locked Nd:YVO(4) laser at a 100 kHz repetition rate. By using single-pass optical parametric generation in 8-mm-long crystal cut for type I(e→oo) noncritical phase matching, an average idler power of 154 mW at 6.204 μm together with 1.16 W of signal at 1.282 μm has been obtained for 6.1 W of pump at photon conversion efficiencies of 15% and 23%, respectively. Signal pulse durations of 6.36 ps are measured for 9 ps pump pulses.