BBOⅠ类相位匹配非共线参量产生中的群速自匹配

利用重复频率为1kHz的钛宝石激光的倍频蓝光抽运Ⅰ类相位匹配的偏硼酸钡(BBO)晶体，获得了可见光区的非共线参量超荧光.给出了最强光强处参量超荧光的非共线角，波长随相位匹配角的变化.理论计算了在参量超荧光中三波的群速失配随非共线角和相位匹配角的变化规律.结果表明，Ⅰ类非共线相位匹配的参量超荧光关于抽运光中心对称.并且沿光强最强的参量超荧光方向三波的群速失配最小，有效互作用长度最大，即参量超荧光的强度角分布是三波的相速和群速自匹配的结果.该理论和实验研究为减小飞秒光参量放大中三波的群速失配提供了一个理想的几何模型，为获得高增益、窄脉冲宽度的参量光输出提供了理论依据和实验验证. 关键词： 群速自匹配 参量超荧光 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

飞秒BBO光参量放大中闲频光二次谐波的产生

由于相位匹配条件和非线性晶体透光范围的限制，400nm蓝光抽运的飞秒β-BaB₂O₄（BBO）光参量放大（OPA）输出的参量光调谐范围有限，很难得到波长小于460nm的蓝光和近紫外光.实验采用1kHz钛宝石九通啁啾脉冲放大器的倍频蓝光作抽运光，超连续白光 作种子光，在Ⅰ类非共线相位匹配条件下，利用宽带的飞秒BBO OPA，在一定的实验参数下 获得了530—810nm放大的信号光，以及810nm—17μm波段范围的闲频光.与此同时 ，还获得了410—700nm连续可调的闲频光的二次谐波，其与闲频光层叠分布，单脉冲能量 为26μJ，转换效率大于5%.仅利用单块晶体的飞秒BBO OPA就可以获得410—810nm连 续可调的飞秒脉冲输出，从而为更多研究和应用的需要提供了重要的光源.对飞秒光参量放 大中闲频光二次谐波产生的条件也进行了理论分析. 关键词： 二次谐波 闲频光 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

基于准相位匹配晶体的宽带可调谐光参量放大过程研究

系统分析了基于准相位匹配晶体的光参量放大过程中极化周期和非共线结构对信号光调谐带宽的影响.提出了最大极化周期的概念,用于描述非共线相位匹配和群速度匹配同时满足时晶体的极化周期所能达到的最大值,给出了用于计算不同温度下周期极化铌酸锂晶体的最大极化周期的数学公式,并确定了宽带可调谐光参量放大过程应使用的最佳非共线结构.当采用此非共线结构时,通过将晶体的极化周期设定为最大极化周期可以在相对最大的波长范围内实现信号光的调谐放大输出.在此基础上提出了一个用于最大化光参量放大过程的信号光调谐带宽、确定工作温度等最佳工作参数以及简化实验操作方法的可行性方案.最后对最大极化周期和非共线结构对光参量放大的参量带宽的影响进行了研究. 关键词： 光参量放大 极化周期 非共线结构 带宽     

飞秒光参量放大中三波群速失配的补偿

为了消除群速失配对参量放大的不利影响，描述了利用脉冲波面倾斜与非共线相位匹配相结 合，完全补偿飞秒光参量放大（OPA）中三波群速失配的新方法.计算了在BBOⅠ类、Ⅱ类相 位匹配条件下， 三波实现群速匹配时，相位匹配角、脉冲波面倾斜角以及非共线角随信号 光波长的变化.并分析了三波群速匹配对空间走离长度、参量增益和参量带宽的影响.结果表 明，在BBOⅠ类、Ⅱ类相位匹配条件下，利用该方法均能实现飞秒OPA连续调谐时三波的群速 匹配，从而大大增加了三波的有效互作用长度，为能够获得高增益，窄脉宽的参量光脉冲提 供了理论依据和指导. 关键词： 群速匹配 脉冲波面倾斜 非共线相位匹配 飞秒光参量放大     

非共线相位匹配的参量增益分析

对非共线Ⅱ类相位匹配的ＫＴＰ飞秒光学参量振荡器进行了分析和理论研究，用数值方法得出参量增益的变化曲线和参量光的光强分布，与共线相位匹配相比，非共线方案具有更高的参量增益，更好的光束质量，特别适合飞秒光学参量的振荡器。     

BBOⅠ类相位匹配光参量放大中群速失配的补偿

描述了在BBOⅠ类相位匹配的飞秒光参量放大（OPA）中，利用非共线结构和倾斜抽运光的脉 冲波面来完全补偿三波群速失配的方法.理论计算了三波群速匹配时，非共线角、相位匹配 角、抽运光的脉冲波面倾斜角随信号光波长的变化，并分析了对抽运光光斑尺寸的要求和对 空间走离长度的影响.结果表明，利用该方法不仅能够实现最大的参量带宽，而且能够完全 补偿飞秒OPA中三波的群速失配.此外，选取合适的抽运光光斑尺寸和非线性晶体的长度对提 高参量增益也至关重要. 关键词： 群速匹配 非共线相位匹配 脉冲波面倾斜 飞秒光参量放大     

基于自发参量下转换产生参量荧光的光谱分布特性理论分析

采用放大传递函数理论模拟和分析了基于自发参量下转换产生参量荧光的光谱分布特性,结果表明：非简并态下随着相位匹配角的增大,参量荧光空间强度角分布呈现变大趋势,而整个荧光光谱成分的分布逐渐倾向于连续的弱分布状态.对于简并态附近出现荧光光谱具有宽带宽集中分布的特征,采用两种不同的抽运光脉冲进行了对比分析,并且对此特征关于相位匹配角变化的敏感特性,采用放大传递函数和光谱成分概率分布函数两种不同理论的模拟结果一致. 关键词： 参量下转换 参量荧光     

PPKTP晶体参量缩小过程产生振幅压缩光

我们用准相位匹配PPKTP (periodically poled KTiOPO4)晶体，通过光学参量振荡阈值以下的简并双共振参量缩小过程--注入基频光共振，泵浦光双次穿过晶体，在12mW泵浦功率和6mW的1064nm注入信号光功率时，在1.5MHz频率处，得到了70μW、2dB的连续明亮正交振幅压缩光。这一装置的优点是易于将腔锁定在注入光的频率上，进而有利于非线性过程的长期稳定运转，同时输出场的平均值不为零--明亮压缩光，有利于压缩光的实际应用。和传统双折射相位匹配晶体的同样实验装置相比较，我们的特点是很低的泵浦功率(约低一个数量级)，因此，有利于该实验装置的实用化。此外，由于在我们实验中输出耦合镜的透射率仅2%，所以我们可以通过增大透射率，进而提高压缩度，以达到实际应用的要求。同时，据我们所知，我们的压缩度是目前用准相位匹配晶体产生连续压缩光的报道中压缩度最高的。     

基于荧光非共线光参量放大光谱技术的溶剂化动力学研究中的光谱矫正

利用荧光非共线光参量放大光谱技术测量了DCM染料乙醇溶液的溶剂化动力学过程. 实验结果表明,瞬态荧光光谱经过光谱矫正后,可以产生准确的溶剂化相关函数以及溶剂化过程中瞬态光谱峰值频率移动. 本文的工作表明荧光非共线光参量放大光谱技术有益同时关注荧光强度动力学以及光谱谱型演化的研究领域.     

输出13.5fs激光脉冲的非共线式光参量放大器

利用BBO晶体在400nm的抽运光与信号光夹角为37°时,可同时在可见光范围内很宽的光谱范围里实现相位匹配的特点,实现了在可见光范围内具有极宽输出光谱宽度的飞秒光学参量放大器(OPA)的稳定运转,其输出脉冲能量大于15μJ,转换效率超过15%.并且在仅采用啁啾镜作为脉冲压缩器的情况下,获得了输出脉冲宽度为135fs的极窄光脉冲,其脉冲宽度压缩比高达22倍 关键词： 非共线相位匹配 光学参量放大 啁啾镜     

光参量荧光寿命分布

 根据荧光寿命定义和放大过程获得的增益方程,研究了新型非线性晶体BaAlBO₃F₂中三种不同的相位匹配模式下中心波长532 nm泵浦的参量荧光光子寿命的分布特性。结果表明,当注入单色信号光时,参量荧光寿命随泵浦光相位匹配角的增加由椭圆体分布变化为圆环体分布。采用宽带信号光时,则由分散分布改变为集中在近200 nm波长范围内分布,并随泵浦光相位匹配角的增加而逐步减小。考虑宽带泵浦光注入情况时,参量荧光寿命的分布范围由于相位匹配范围增加而随之扩展。     

Amplification of fluorescence using collinear picosecond optical parametric amplification at degeneracy

We demonstrate the output characteristic of broadband parametric amplification of incoherent light pulses in a 355-nm pumped degenerate picosecond optical parametric amplification with either saturated or unsaturated amplification.The optical parametric amplifier is seeded by the fluorescence generated in a solution of pyridine-1 dye in ethanol.With the saturated amplification,we can obtain high energy incoherent light pulses,whose full width at half maximum bandwidth varies from 16 nm to 53 nm for the different phase matching angles near degeneracy.Moreover,the unsaturated bandwidth of the amplified pulses fits well to the calculated result at degeneracy.Selecting s-polarized fluorescence with a Glan-Taylor prism,the maximum bandwidth of the amplified fluorescence is found to be 59 nm for a purely s-polarized seed.The maximum output energy is 0.67 mJ for the optical parametric amplifier.By using an optical filter and compressor,the generated high energy incoherent light has great potential as the incoherent pump,signal or idler wave of a parametric down-conversion process,so that a wave with a high degree of coherence can be generated from an incoherent pump light.     

Tunable phase-stabilized infrared parametric laser source

This paper reports that the tunable self-phase-stabilized infrared laser pulses have been generated from a two-stage optical parametric amplifier. With an 800 nm pump source, the output idler pulses are tunable from 1.3 μm to 2.3 μm, and the maximum output energy of the idler pulses is higher than 1 mJ at 1.6 μm by using 6 mJ pump laser. A carrier-envelope phase fluctuation of ～ 0.15 rad (rms) for the idler pulses is measured for longer than one hour by using a home build f-to-2f interferometer.     

Tunable quasi-phase-matched optical parametric generator by translating a segmented crystal

A simple way to realize a fast tunable quasi-phase-matched optical parametric generation without crystal rotation, temperature changing or multi-grating periodically poled crystal translation is presented. The key is to translate a segmented crystal which is stacked by a lithium niobate crystal with three teeth and a single grating periodically poled crystal. The signal wavelength is tunable near 1.55 μm with the signal power of 90 mW.     

Parametric generation of light in arbitrary directions of a biaxial KTP crystal pumped by an Nd:YAG laser

The conditions for collinear phase matching in the parametric generation of light in arbitrary directions of a biaxial KTP crystal pumped by an Nd:YAG laser were investigated with the use of invariant expressions for the refractive indices of isonormal waves. The tuning curves, effective nonlinear coefficients, spectral and angular phase-matching widths were calculated. B. I. Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of Belarus, 68, F. Skorina Ave., Minsk, 220072. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 66, No. 2, pp. 177–184, March–April, 1999.     

Tunable femtosecond near-infrared source based on a Yb:LYSO-laser-pumped optical parametric oscillator

We demonstrate a widely tunable near-infrared source from 767 nm to 874 nm generated by the intracavity second harmonic generation(SHG) in an optical parametric oscillator pumped by a Yb:LYSO solid-state laser. The home-made Yb:LYSO oscillator centered at 1035 nm delivers an average power of 2 W and a pulse duration as short as 351 fs. Two Mg O doped periodically poled lithium niobates(Mg O:PPLN) with grating periods of 28.5–31.5 μm in steps of 0.5 μm and19.5–21.3 μm in steps of 0.2 μm are used for the OPO and intracavity SHG, respectively. The maximum average output power of 180 m W at 798 nm was obtained and the output pulses have pulse duration of 313 fs at 792 nm if a sech2-pulse shape was assumed. In addition, tunable signal femtosecond pulses from 1428 nm to 1763 nm are also realized with the maximum average power of 355 m W at 1628 nm.     

基于单个BBO晶体载波包络相位稳定的高效率光参量放大器

基于单个BBO非线性晶体,利用非共线光参量放大技术,研究了载波包络相位稳定的高效率可调谐近红外脉冲产生.以载波包络相位稳定的飞秒激光放大系统产生的白光作为种子光,注入一个二类匹配的二级光参量放大器,在1350 nm波段获得抽运-信号光34%的转换效率.利用f—2f光谱相干测量技术,放大脉冲载波包络相位的抖动30 min内小于137 mrad.该方法提供了一种简单高效的载波包络相位稳定的红外脉冲产生技术.     

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。