1560nm激光经PPLN和PPKTP晶体准相位匹配倍频研究

将1560nm光栅反馈复合腔半导体激光器产生的连续激光注入掺铒光纤放大器,放大至约5 W,分别采用周期极化铌酸锂(PPLN)和周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体单次穿过进行准相位匹配倍频,对应获得约336mW和210mW的780nm激光输出,倍频效率约为7%和4.4%。通过监视倍频光纵模,显示其具有良好的单频输出特性。此外,还扫描测得了Rb原子D2线的吸收光谱,表明780nm激光的频率调谐范围大于10GHz。采用无调制偏振光谱技术将1560nm半导体激光器频率锁定至87 Rb 5S1/2(Fg=2)-5P3/2(Fe=3)超精细跃迁线上。相对于自由运转450s内1560nm激光频率起伏约4MHz,锁定后可将残余频率起伏压低至1.5MHz左右。     

周期极化KTiOPO4晶体连续倍频绿光输出

采用外加电场极化方法，在Z切1mm厚的KTiOPO4晶体中实现了周期性极化反转。晶体的极化反转周期为9．0／μm，相互作用长度为3mm。波长为1．064μm的基频光功率为900mW，晶体中心温度为32℃时，获得0．532μm、22μW的倍频绿光输出，二次谐波转换效率为0．0024％。     

准相位匹配扇形光栅铌酸锂光波导倍频绿光输出

采用外加电场极化方式对具有扇形光栅的 0 .5mm厚Z切铌酸锂晶体进行极化反转 ,制成了退火质子交换光波导。极化反转周期为 5 .8μm～ 6 .2 μm ,采用Nd∶YAG激光器输出的 1.0 6 4 μm连续激光为基频光波 ,实现了0 .5 32 μm倍频绿光输出 ,相互作用长度为 4mm ,耦入波导的基频光波功率为 10mW ,获得了 2 0 μW的绿色倍频光输出 ,归一化转换效率为 12 5 % (W·cm2 )。     

一阶准相位匹配周期性极化铌酸锂倍频产生18 mW绿光连续输出

通过高压脉冲电场极化 ,制备了周期为 6 5 μm、长为 12mm、宽为 10mm、厚为 0 5mm的一阶准相位匹配周期性极化铌酸锂 ;由 1 1W连续 1 0 6 μmNd∶YAG激光器抽运 ,在 5°时产生了约 18mW、0 .5 32 μm的倍频连续绿光 ,其对应的二次谐波转换效率约为 1 6 % ,二次谐波的归一化转换效率约为 1 5 %cm- 1 W- 1 ,相当于 79%的周期性极化铌酸锂的理想非线性系数。测量了抽运光功率与倍频光功率的关系     

利用宽带倍频特性精确测量准相位匹配晶体的极化周期

 提出了利用准相位匹配晶体进行宽带脉冲倍频,再根据准相位匹配晶体的极化周期与倍频脉冲输出中心波长的相位匹配关系来精确测量准相位匹配晶体极化周期的新方法。理论分析了准相位匹配晶体的极化周期与倍频脉冲的光谱关系、倍频容许带宽与晶体长度的关系。研究表明：宽带脉冲倍频后输出的脉冲峰值波长对应于角度的调谐曲线具有对称性;对于长度为10 mm的极化晶体,其倍频容许带宽不到0.2 nm。实验中,采用了国产PPKTP晶体试验片,晶体尺寸为10 mm×7 mm×1 mm,理想极化周期9 300 nm。结果表明：对于中心波长为537.25 nm的倍频光,其对应的实际晶体极化周期为9 303.9 nm,大于晶体加工时的理想值;当倍频脉冲光谱测量精度为0.01 nm时,准相位匹配晶体的极化周期测量精度达到0.1 nm,远高于一般光学显微镜的观测精度。     

准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂490 nm倍频连续输出

在室温下通过外加电场极化法,首次用较低的极化开关电场～5.5 kV/mm,在厚为1 mm、长为20 mm、宽为18 mm的掺镁铌酸锂基片上成功的制备了周期为4.8～5.2 μm的一阶准相位匹配倍频光学微结构;并在室温下,以波长为980 nm的半导体激光器为基频光源,对所研制的微结构样品进行倍频通光实验,在入射基频光为800 mW时,产生约40 mW的490 nm的倍频光,其对应转换效率为5%,实验过程中未见绿致吸收光折变现象.     

准相位匹配周期极化钼酸钆制备及倍频效应

根据准相位匹配原理，对钼酸钆晶体用于准相位匹配倍频过程的周期性畴结构进行了设计，当入射基频光为l.064pm时，所需的钼酸钆晶体畴结构周期为5．54μm。利用外电场极化，当外电场为2．5kV／mm时，钼酸钆晶体的畴结构反转时间tc=500～600μs。当外电场脉冲幅值为2．5kV／mm、脉冲延续时间t=0．6～0．8tc时，在钼酸钆晶体中制备得到了周期畴结构。当Nd：YAG纳秒激光器输出准连续功率为7～10mW的l.064μm激光通过具有周期畴结构的样品时，获得了0．532μm的倍频光输出。     

准相位匹配周期极化高掺镁铌酸锂532 nm倍频准连续输出研究

对周期性极化高掺镁铌酸锂倍频过程进行了准相位匹配倍频理论研究。在室温下通过外加电场极化法,用较低的极化开关电场～5．5kV／mm,在厚为1mm、长为10mm、宽为10mm的掺镁铌酸锂基片上成功地制备了周期为5．8～7．3pm(间隔0．3pm)的一阶准相位匹配倍频周期性极化光学微结构。将温度控制在70℃左右,以波长为1．060μm的Nd：YAG激光为基频光源,对所研制的光学微结构样品进行倍频通光实验验证。当入射基频光为920mW时,可以获得约15mW的532nm准连续倍频蓝光输出．其归一化转换效率高达1．77％／W。     

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…     

准相位匹配LiNbO3蓝光倍频器的研究

采用外加电场极化法,实现了ＬｉＮｂＯ３晶体的周期性极经,并制备出周期为９．５μｍ的三阶准相位匹配周期性极化ＬｉＮｂＯ３晶体（ＰＰＬＮ）;用准连续钛宝石激光器作基频光源,对准相位匹配周期性极化ＬｉＮｂＯ３进行了光学倍频实验,得到了１２μＷ的蓝光输出。     

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。     

To the Theory of Quasi-Phase-Matched Parametric Amplification in Periodically Poled Optical Nonlinear Crystals

A theory of optical parametric amplification at high-frequency pumping in crystals with regular space modulation of the sign of the nonlinear coupling coefficient of interacting waves is developed. By applying the matrix method, the theory is based on a step-by-step approach. It is shown that, in the case where the pumping intensity is less than some critical value, the spatial dynamics of the signal intensity inside a separate layer with a constant nonlinear coefficient has an oscillatory behavior and the change of the signal intensity from layer to layer is defined, in general, by a polynomial dependence. The same law is valid for the change of variance of the signal's quadrature components. With a large number of layers, these dependences can be reduced to the well-known ones for homogeneous nonlinear optical crystals.     

周期性极化铌酸锂晶体中半非共线型宽带光学参变放大理论研究

基于周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)的准相位匹配光参变放大过程,通过倾斜周期极化铌酸锂晶体中极化域(极化光栅)一定角度,实现了介于共线匹配方式和非共线匹配方式之间的一种半非共线型准相位匹配方式,并以该匹配方式下的各光矢量几何关系得出相位匹配曲线,找到在特定抽运光和信号光波长下能获得宽带增益放大的周期极化长度。并研究其极化倾斜角度与温度特性。模拟计算表明,在合适的角度与温度条件下,该方式可以532 nm抽运光抽运的信号光在800 nm和1064 nm处均获得宽带光参变放大。     

激光二极管抽运被动调Q周期极化铌酸锂腔内倍频激光特性的研究

提出了将饱和吸收Cr^4 :YAG晶体被动调Q开关同时作为布儒斯特片在三镜V型折叠谐振腔中起像散补偿作用的腔内倍频设计方案。在连续激光二极管端面抽运情况下,给出了V型谐振腔结构光束束腰半径和位置、像散补偿Cr^4 ：YAG晶体的厚度和谐振腔折光角度的设计方法以及计算公式。采用周期极化铌酸锂晶体作为倍频元件,由于谐振腔内的基波和谐波具有相同的偏振办向,避免了腔内双折射引起的绿光噪声问题,得到了输出稳定的序列脉冲。在连续抽运功率为500 mW时,得到了平均功率12．7mW的脉冲绿光输出。     

低电场周期极化化学比掺镁铌酸锂绿光倍频器

对气相平衡扩散输运工艺制备的化学比掺镁铌酸锂晶体进行周期极化,实验中发现化学比掺镁铌酸锂晶体的矫顽场为12kV/mm,只有常用的同成分铌酸锂晶体的矫顽场的1/20,用低电场就可以制备出结构均匀周期为62～64μm的周期性极化结构.在室温下对此周期极化结构进行二次谐波倍频实验,其归一化倍频转换效率为48%/W。