环形腔2.05μm单谐振KTP晶体光参量振荡器研究

针对大气CO_2浓度探测差分吸收激光雷达的应用需求,采用稳定环形腔和模式匹配设计,搭建了一套单纵模1 064nm激光泵浦的单谐振KTP晶体光参量振荡器,获得高斜率转换效率、基横模的2.05μm波长纳秒激光脉冲输出.在8字形环形行波稳定腔中,将2块II类相位匹配KTP晶体以走离补偿方式放置,在20Hz重复频率下,当泵浦单脉冲能量达到11mJ时,获得了单脉冲能量为2.4mJ的2.05μm信号光输出,脉宽约24ns,斜率效率达到53%.2.05μm信号光光束质量因子在x、y方向分别为1.3和1.2.     

高功率腔内双共振2μm光参量振荡器特性研究

报道了一种稳定的高功率双共振2?μm 光参量振荡器（OPO）. 该OPO使用调Q的线偏振全固态Nd∶YAG激光器作为抽运源,利用双棒串接补偿热致双折射和双Q开关正交放置技术提高了抽运源的输出功率和光束质量,通过腔内抽运单块KTP晶体实现了稳定的高功率2?μm 激光输出. 在调Q频率为5?kHz时,得到了295 W的2?μm 激光输出. 研究了OPO输出功率同KTP晶体温度和声光Q调制频率的关系,并测量了在29W时2?μm激光的功率稳定性. 在1 h内该OPO的功率起伏小于1.4%. 关键词： 光参量振荡器 2?μm激光器 KTP晶体 双共振     

非谐振腔型KTP光参变振荡器

研究了双晶体走离补偿、非谐振腔型KTP光参变振荡器，利用一套膜片实现了KTP相位匹配所允许的全波段调谐，信号光调谐范围0.698μm-1.026μm，闲频光调谐范围1.105μm-2.237μm。5倍阈值处，信号光840nm最高输出能量53mJ，能量转换效率25.8%，量子转换效率40％，闲频光的量子郊率也达到32％。     

BiB3O6纳秒光参变振荡器

采用电光调Q脉冲Nd:YAG固体激光器的532 nm绿光作为抽运光源(10～13 ns,0～20 mJ),以Ⅱ类相位匹配(θ=57.5°Φ=0°)、尺寸为4 mmX 4 mm×12 mm的三硼酸铋晶体(BiB3O6)与一对1215 nm单谐振波长的平镜组成腔长为40 mm的谐振腔,构建了光参变振荡器的整个实验系统.系统将入射抽运光振荡产生1215 nm的信号光及946 nm的闲频光,结果显示,抽运阈值为9 mJ,最高耦合输出为2.57 mJ,抽运脉冲能量与信号脉冲能量的最高转换效率为14.59%.     

脉冲内腔光学参变振荡器的研究

对于腔内含有KTP光学参变振荡器的调Q Nd:YAG激光振荡器,利用简单的内腔光学参变振荡器动力学模型,用瞬态耦合波方程求解了抽运激光介质反转粒子数,抽运动率和信号光功率的时间演变特性,结果显示对于不同的抽运水平和光学参变振荡谐振腔结构,内腔光学参变振荡器可以产生一个或者多个信号光脉冲,实验中,通过改变谐振腔输出镜的反射率,得到了单个和多个信号光脉冲,实验结果与理论分析相吻合,最后还分析了内腔光学参变振荡器输出的能量和调谐特性。     

高效率内腔式2 μm简并光学参量振荡器

报道了一种高效率的2 μm光学参量振荡器. 利用1.064 μm声光调Q Nd:YVO₄激光器抽运基于氧化镁掺杂周期性极化铌酸锂的内腔式光学参量振荡器, 在简并状态实现了稳定高效的2 μm激光输出. 当808 nm激光二极管抽运功率为20 W, Q开关工作频率为15 kHz时, 产生了平均功率为3.5 W、脉冲宽度为1.4 ns的2 μm激光, 光-光转换效率为17.5%, 斜效率为25%. 据我们所知, 该转换效率在2 μm波段内腔式光学参量振荡器中是最高的.     

中红外2μm KTA光参量振荡器的输入镜膜层损伤分析

对基于KTA(KTiOAsO4,砷酸钛氧钾)晶体的中红外2μm光参量振荡器的输入镜膜层损伤现象进行了初步分析及对比实验研究,表明薄膜缺陷导致的热效应是造成输入镜膜层损伤、抗损伤阈值低的主要原因,同时发现由于腔镜失调等原因造成的腔内残余1.06μm激光是造成膜层损伤的主要来源,这些结果对改进光参量振荡器系统设计、进一步提高2μm激光输出能量具有一定的指导作用。     

LiNbO3电光调谐光学参变振荡器

在光学参变振荡器中 ,角度或温度调谐方式的最大缺陷就是参变光波长变化较慢 ,调谐操作复杂 ;电光调谐方式具有调谐速度快 ,操作简单的优点。利用非线性光学晶体LiNbO3 的电光效应 ,在 1 0 6 4 μmNd∶YAG激光器输出的抽运光作用下 ,切割角θ =4 7.5°,在垂直于 1.0 6 μm抽运光偏振方向上加 - 4 .5 +4.5kV直流电压 ,实现参变光波长调谐输出 ,输出光能量约为 2 6mJ左右 ,转换效率 η≈ 17.3%。实验所得的参变光波长变化与调谐电压的线性关系与理论计算相吻合 ,为实现光学参变振荡器的快速调谐快速输出提供了一种可行的技术途径。     

自抽运光参变振荡器的特性分析

推导了稳态运行的自抽运单共振光参变振荡器(Self-Pumped Singly Resonant Optical Parametric Oscillator,SPSRO)的功率特性表达式.分析了环形谐振腔的结构特性,外部抽运波、激光、信号波的高斯光束聚焦特性,二阶非线性作用过程中的相位失配,以及四能级激光增益介质的端面抽运特性.以掺钕的周期极化铌酸锂(Nd:PPLN)同时作为激光增益和二阶非线性介质,分析了自抽运单共振光参变振荡器的阈值和输出信号波的功率特性.结果可应用于分析一般激光器和单共振光参变振荡器的功率特性.     

单块KTA晶体级联光参量振荡2.6 μm激光器

提出了一种新型的基于非临界相位匹配KTA晶体的自级联光参量振荡(OPO)激光技术。采用LD端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.06 m振荡,腔内泵浦按非临界相位匹配角度切割的KTA晶体,将KTA晶体初次OPO产生的1.5 m信号光封闭在腔内用作二次OPO的泵浦光,实现基于单块KTA晶体自级联OPO的转化。在输出功率8 W的808 nm波长半导体激光泵浦下获得输出功率超过400 mW、斜效率12.7%的2.6 m波长激光输出。结果表明基于单块KTA晶体的级联光参量振荡激光器可望成为获得脉冲2.5~2.7 m波段中红外激光的有效途径。     

非简并光学参变振荡器的不稳定性研究

通过求得非简并光学参变振荡器的稳态解及特征值,研究了在共振与失谐两种情况下该系统的不稳定性.结果表明:共振时系统总是处于稳定状态,而有失谐时系统存在不稳定性.并通过数值模拟绘出共振情况下特征值随驱动场强度的变化曲线,及失谐时三个模量的输出信号随时间的变化情况.     

基于周期极化钽酸锂晶体的光参变振荡器技术研究

对基于周期极化钽酸锂(PPLT)晶体的光参变振荡器(OPO)技术进行了理论分析和实验研究,通过三波混频耦合波方程组,计算了PPLT-OPO的波长调谐曲线.分别研究了信号光单谐振结构(SSRO)和闲频光单谐振结构(ISRO)下,PPLT-OPO的中红外激光输出特性.当Nd:YAG激光器输出的1.064 μm激光抽运功率为...     

β-BaBO_2O_4光参量振荡器

本文首次报道用1.064μmNd:YAG激光二次谐波泵浦的单共振和双共振β-BaB_2O_4光参量振荡器(OPO)的实验结果.振荡器的调谐范围分别为0.83～0.89μm 、1.63～1.73μm、和0.97～1.18μm.单共振和双共振的最大输出能量分别为200μJ/pulse和1mJ/pulse.     

二极管泵浦的2 μm高重复频率脉冲固体激光器

 报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果。792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源,泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体。动态运转时,平均输出功率达到4 W,相应的能量抽取效率大于85%。采用声光调Q方式,重复频率1～50 kHz可调,10 kHz时,峰值功率达到12 kW,最小脉宽为32 ns。同时,还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析。     

3~5μm光学参量振荡器研究进展及其应用

3⁵μm波段中红外激光在医疗、环保、军事等领域有着广泛的应用。固体激光器泵浦的光参量振荡器(OPO)是目前获得35μm波段中红外激光在医疗、环保、军事等领域有着广泛的应用。固体激光器泵浦的光参量振荡器(OPO)是目前获得3⁵μm激光的常用方式,是激光器领域研究的热点,国外已有报道采用ZGP-OPO方式获得27.1W的35μm激光的常用方式,是激光器领域研究的热点,国外已有报道采用ZGP-OPO方式获得27.1W的3⁵μm激光。介绍了OPO获得35μm激光。介绍了OPO获得3⁵μm激光的技术途径,以及中红外OPO的研究进展和在各个领域的应用。     

CsLiB6O10晶体光学参变振荡器的光学特性

根据三波耦合过程中的能量和动量守恒、晶体的塞耳迈耶尔色散方程,通过数值模拟计算了213nm作CLBO光学参变振荡抽运源时,分别得到了在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配时参量光调谐范围为237～289nm、807～2793nm和404～2800nm。获得了在Ⅰ类匹配时的单谐振或双谐振腔的CLBO光学参变振荡转换效率都大于同等条件下的BBO光学参变振荡,Ⅱ类匹配时,CLBO晶体的转换效率略小于BBO晶体,但是CLBO光学参变振荡转换效率的最大值较BBO光学参变振荡出现于更短的紫外波段。从理论上证明了CLBO晶体是优质的深紫外透光波段非线性光学晶体。     

高性能85mm短腔光学参变振荡器的THz电磁波输出特性分析

报道了以MgO∶LiNbO3为非线性光学介质,采用85 mm长的法布里珀罗单谐振腔结构形式的光学参变振荡器,产生THz电磁波的实验结果。使用波长为1064 nm的Nd∶YAGQ开关脉冲激光器作为抽运光源,通过改变入射角度使参变振荡器的相位匹配条件发生变化。采用Si真空量热器,并利用THz波干涉测量仪;或通过测量闲频光的频率对产生的THz波频率进行了测量。实验表明该参变振荡器输出频率调谐范围为0.9~3.0 THz。在抽运光能量为20 mJ/pulse,脉冲宽度16 ns,重复频率50 Hz条件下得到输出峰值位于1.2 THz,能量为102.5 PJ/pulse的THz波输出。通过引入Si棱镜阵列减小了THz波在晶体中的全反射,从而提高THz波的能量输出。使用金属缝隙探测器,对辐射的THz波的波束水平方向空间分布进行了测量,分析了Si棱镜阵列的衍射效应对THz波束空间分布的影响。     

非共线相位匹配LBO晶体飞秒光参变放大器的研究

对非共线相位匹配LBO晶体飞秒光参变放大器进行了系统地分析和理论研究，用数值方法得出了非共线角、相位匹配角、增益和增益带宽之间的关系，给出了放大器设计的各种最优化参量。研究结果表明，这种参变放大器不仅可以实现较高的参变增益和获得极宽的增益带宽，还具有较大的参变允许角、较小的走离角和小的群速色散。因此这种参变放大器对于以纳秒级高功率激光作为抽运光，利用光参变啁啾脉冲放大（OPCPA）技术高效率参变放大飞秒脉冲产生10^12W甚至10^15W级的超强超短激光脉冲具有重要的意义。建立的理论模型具有普遍意义，也为其他类似的参变过程提供了重要的理论依据。     

2 μm波段宽带可调谐全光纤激光器

设计并实验研究了一种采用Fabry-Perot (F-P)光纤滤波器的2 μm波段宽带可调谐全光纤环形激光器,经过放大的1 550 nm半导体激光泵浦单模铥-钬共掺光纤(THDF)获得2 μm波段宽带增益。实验结果表明,该结构在2 μm波段获得了195 nm调谐范围的激光输出,线宽0.05 nm,边模抑制比66.98 dB。整个结构采用铥-钬共掺光纤放大结构,可使输出功率达到瓦级。     

3～4μm光参量振荡器中双轴晶体计算的新方法

提出了一种光参量振荡器(OPO)中基于调谐范围中心波长处满足相位匹配条件的KTP晶体计算的新方法;该方法通过求出的相位匹配点对有效非线性系数进行数值计算,找出有效非线性系数的最大值,从而求出该点对应的相位角θ和方位角φ,确定出晶体的切割角.