基于GaSe和ZnGeP2晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的理论研究

基于非线性光学频率变换理论,采用已报道的利用非线性光学差频方法产生可调谐太赫兹波的实验条件作为理论分析的实验模型,计算模拟出在不同相位匹配条件下,GaSe和ZnGeP2晶体差频的相位匹配角、走离角、允许角和有效非线性系数,并对计算结果进行了分析比较,总结出对应输出不同太赫兹波长的最佳相位匹配方式.计算结果为利用非线性晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的实验研究提供深入和全面的理论基础.     

基于GaSe和ZnGeP2晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的理论研究

基于非线性光学频率变换理论，采用已报道的利用非线性光学差频方法产生可调谐太赫兹波的实验条件作为理论分析的实验模型，计算模拟出在不同相位匹配条件下，GaSe和ZnGeP₂晶体差频的相位匹配角、走离角、允许角和有效非线性系数，并对计算结果进行了分析比较，总结出对应输出不同太赫兹波长的最佳相位匹配方式.计算结果为利用非线性晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的实验研究提供深入和全面的理论基础. 关键词： 太赫兹波 GaSe晶体 2晶体')" href="#">ZnGeP₂晶体 差频     

超短中红外参量放大过程的时空走离特性

 计算了MgO:LiNbO₃晶体中，共线与非共线相位匹配光参量放大产生超短中红外激光脉冲过程中的相位匹配曲线、有效非线性系数以及时间和空间走离情况。结果表明，采用非共线相位匹配方式，可以实现三波间群速度匹配；在抑制了泵浦光与信号光之间的空间走离的同时加大了泵浦光与闲频光之间的空间走离，但这种影响可以忽略；同时非共线角的引入使相位匹配角增大，提高了有效非线性系数。因此，非共线角的引入在不影响空间走离的情况下，有效补偿超短中红外参量放大过程中的时间走离，有利于参量放大转换效率的提高。     

新型光学晶体KABO的非线性频率变换特性

简述了新型非线性晶体KABO的光学特性.根据相位匹配角公式、非线性有效系数公式、走离角公式和允许角公式,详细计算了KABO晶体倍频时的相位匹配角、非线性有效系数、倍频时谐波走离角、允许角随波长变化的理论曲线.特别是对LD泵浦掺钕的全固态激光器532 nm输出时,得到了KABO晶体采用I类相位匹配进行四倍频的相位匹配角、非线性有效系数、倍频时谐波走离角、允许角分别为:58.1°、0.254×10^-12m/V、2.8°、1.8233 mrad·mm;并将该晶体与目前可应用于紫外倍频的晶体比较,在考虑走离效应的情况下,研究了四倍频转换效率随KABO晶体长度、基频光光斑半径的变化规律.     

高功率KTP晶体光参量振荡器热效应

采用有限元分析方法对KTP晶体内部3维温度分布情况进行了精确计算。根据参量过程满足的能量守恒条件和动量守恒条件,利用KTP晶体的热光色散方程计算了参量过程中温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。结果表明:晶体内温度分布不均匀;在沿着通光方向上晶体截面温度分布不同;加强晶体表面冷却效果,可有效降低温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。     

深紫外和频晶体CLBO产生193 nm激光的频率变换

 简述了深紫外和频晶体CLBO的光学特性。根据相位匹配角公式、非线性有效系数公式、走离角公式和允许角公式，详细计算了CLBO晶体和频产生193 nm激光时的相位匹配角、非线性有效系数、和频时谐波走离角、允许角的具体数值。根据这些数值，并考虑产业化的要求，对目前几种和频方式进行了比较，最终选定波长为λ₁=2 100 nm的o光和波长为λ₂=213 nm的e光作为基频光进行和频的匹配方式。此方式相位匹配角为51.6°，具有大的非线性有效系数0.97，小的走离角3.7°，大的允许角1.9×10^-6 rad·mm，是非常理想的产生193 nm激光的匹配方式。     

紫外晶体CsLiB6O10混频允许参量范围的数值分析

模拟计算了CLBO晶体混频的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和允许波长的理论曲线。通过与BBO晶体的比较，得到了CLBO晶体的混频作用具有走离角小、允许参量范围宽的结论。     

KBe_2 BO_3 F_2晶体的非共线倍频特性数值分析

根据KBBF(KBe_2O_3F_2)晶体的色散方程、非共线相位匹配时各个光束应该满足的能量和动量守恒条件,用牛顿-拉夫逊迭代法求解非线性方程组,以YAG激光器1064 nm波长入射为例,数值计算了KBBF晶体的Ⅰ类非共线倍频相位匹配角、有效非线性系数和允许角。结果以关系曲线形式给出。第一束基频波角度在20°～85°的范围内,都可以实现非共线相位匹配,相应的第二基频波和倍频波的匹配角度在29.1°～52.7°,24.6°～68.8°范围内;随着第一束基频波角度的增大,第二基频波和倍频波的相位匹配角以及倍频光相位匹配允许角也相应增大,而有效非线性系数随之减小;当第一束基频波的角度在26.1°～26.8°的范围内时它们的取值都出现了振荡现象。     

光学晶体CsLiB_6O_(10)与K_2Al_2B_2O_7混频性能研究

基于非线性光学晶体的混频理论,利用CsLiB6O10(CLBO)晶体和K2Al2B2O7(KABO)晶体获得了紫外相干光源,详细比较了两种晶体在Ⅰ类相位匹配下的混频性能,包括混频相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角、允许角和允许波长等参量.结果表明,KABO晶体比CLBO晶体的有效非线性系数小,其它性能均与CLBO晶体接近.这对于两种晶体用于产生紫外激光的实验研究提供了重要的理论依据.考虑到KABO晶体较好的物化性质以及不潮解这一显著特征,KABO晶体可能是最有希望实现实用化的紫外混频晶体.     

光学晶体CsLiB6O10与K2Al2B2O7混频性能研究

基于非线性光学晶体的混频理论，利用CsLiB6O10（CLBO）晶体和K2Al2B2O7（KABO）晶体获得了紫外相干光源，详细比较了两种晶体在Ⅰ类相位匹配下的混频性能，包括混频相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角、允许角和允许波长等参量．结果表明，KABO晶体比CLBO晶体的有效非线性系数小，其它性能均与CLBO晶体接近．这对于两种晶体用于产生紫外激光的实验研究提供了重要的理论依据．考虑到KABO晶体较好的物化性质以及不潮解这一显著特征，KABO晶体可能是最有希望实现实用化的紫外混频晶体．     

The factors of spontaneous parametric down conversion process in BiB3O6 crystal with a broadband pump

We investigate the spontaneous parametric down-conversion (SPDC) process in biaxial nonlinear crystal BiB₃O₆ (BIBO) with a broadband pump. Under the type I and type II phase-matching conditions, we numerically calculate the influencing factors on SPDC process in BIBO crystal, such as temporal and spatial walk-off, the acceptance angles, and spectral acceptance bandwidth. Comparing the two types of phase-matching, we could conclude that the type II phase-matching in BIBO crystal is better for the SPDC because of zero dispersion and bigger acceptance parameters. These results can be used to construct a system to generate ultra-fast entangled photon pairs.     

KTP倍频器件温度适应性扩展研究

针对目前最常用的KTP倍频晶体, 综合考虑其有效非线性系数和温度半宽度, 采用折中设计有效扩展KTP倍频器件适用温度范围. 对大适用温度范围的KTP倍频器件的设计方法进行了详细的理论分析, 并设计了一种温度半宽度为-20 ℃到50 ℃的KTP倍频器件. 实验结果表明该器件在15 ℃时达到峰值转换效率22.7%, 温度半宽度为70 ℃. 和通常情况下设计的KTP倍频器件相比, 尽管倍频转换效率有所下降, 但显著提高了适用温度范围. 且在温度半宽度高达70 ℃情况下, 其有效非线性系数仍大于LBO, BBO等倍频器件. 该方法对于扩展倍频器件的温度适应性具有普适性.     

Theoretical treatment and simulation of new UV crystal CsLiB6O10 in third-harmonic generation

We calculated theoretically the properties of the nonlinear crystal CsLiB₆O₁₀ (CLBO) in third-harmonic generation (THG). These are the phase matching angle, the effective nonlinear coefficient, the walk-off angle, the permitted angle, and the permitted wavelength, and we found that CLBO has a small walk-off angle and large permitted parameters, as compared with BBO. The numerical simulation curves of the conversion efficiency were obtained for the case where CLBO was used in THG of a Q-switched Nd:YAG laser with a wavelength of 1064 nm and different pump powers and the optimized efficiency was as high as 22%. All this suggests that the CLBO crystal is more suitable for generating intense higher order harmonic radiation.     

低对称性非线性光学晶体硼酸铋(BIBO)的1064nm三倍频性质

采用高温溶液法成功生长出高光学质量的硼酸铋 (BIBO)晶体 ,尺寸达到 2 4mm× 19mm× 35mm ,质量为4 8g。对BIBO晶体进行了定向 ,并测量了该晶体的主轴折射率。讨论了BIBO晶体的 10 6 4nm三倍频性质 ,包括相位匹配角、有效非线性光学系数deff、容限角、走离角等。结果表明 ,BIBO晶体的最佳三倍频方向为 (137.7°,130°) ,其有效非线性光学系数值达到 3.6 0 pm/V ,属I类相位匹配。就主平面内的相位匹配方向而言 ,(14 6 .4°,90°)具有最大的有效非线性光学系数值 ,为 3.16pm/V。在 10 6 4nm的腔外三倍频实验中 ,(14 6 .4° ,90°)BIBO晶体的转换效率达到 39.5 % ,角度容限半宽为 0 .2 2mrad·cm ,该数值与 0 .175mrad·cm的计算值基本符合。由于(33.6°,90°)BIBO晶体的有效非线性光学系数较小 (0 .31pm/V) ,其三倍频转换效率小于 5 %。     

基于BiB3O6晶体的飞秒光参量变换特性

对基于新型非线性晶体BiB₃O₆(BIBO)的飞秒光参量变换过程的参量特性进行了研究. 计算了BIBO晶体三个光学主平面内的相位匹配条件和有效非线性系数,确定了克尔透镜锁模钛宝石激光器的基频光与倍频光抽运时最佳的光学主平面和相位匹配方式,并分析了三波的时间走离和空间走离,以及信号光的参量增益和带宽. 为利用基于BIBO晶体的飞秒光参量技术获得高能量、宽调谐、窄脉宽的光源提供理论依据和实验指导. 关键词： 3O₆')" href="#">BiB₃O₆ 光参量变换 共线相位匹配 光学主平面