聚片多畴LiNbO3晶体的倍频效应

通过对聚片多畴LiNbO₃晶体倍频效应的研究,从实验上对Bloembergen等人所提出的准位相匹配理论进行了细致的检验。首先运用Maker条纹法在实验上直接测定了单畴LiNbO₃晶体在e^ω·e^ω→e^2ω非位相匹配下的倍频光强,并采用角度扫描和温度扫描方法,以获得满足准位相匹配条件时的不同片数的聚片多畴晶体的最大倍频强度,从而验证了聚片多畴晶体倍频相对光强与片畴数N成平方关系。在N<200时,取得 关键词：     

Nd：Mg：LiNbO3单晶光学特性的初步研究

本文对Nd:Mg:LiNbO_3单晶的透射光谱、光学均匀性、抗光折变特性、倍频与自倍频特性进行了初步研究.报道了染料激光泵浦的Nd:Mg:LiNbO_3自信频激光实验,实现了非临界位相匹配下的自倍频运转,获得了波长为542.2nm的二次谐波输出.     

准位相匹配铌酸锂波导倍频特性分析与优化设计

用标量有限元方法计算了周期性极化的铌酸锂光波导中模折射率和模场分布,并在计算中引入铌酸锂晶体折射率与温度变化的关系,分析了准位相匹配铌酸锂波导倍频效率与极化反转光栅周期、基频光波长、波导器件温度等关系.理论分析与实验结果符合得很好.在此基础上,分析了波导制作参数与倍频效率、光栅周期与晶体温度,以及温度带宽与光栅通光方向长度等关系,进而对铌酸锂波导倍频器件进行优化设计. 关键词： 铌酸锂 光波导 准位相匹配 有限元     

铌酸锂晶体75℃附近反常性能的倍频研究

用声光调Q-Nd~(3 ):YAG激光器的输出作为基波光,测量LiNbO_3晶体中的倍频光强随温度变化的曲线,得到热致Maker条纹。利用相干长度的变化研究LiNbO_3晶体在75℃附近出现的异常现象。实验结果表明:相干长度在75℃附近出现反常加宽。我们对此异常现象进行了分析,认为它是与LiNbO_3晶体中某些离子位移而引起的折射率反常变化有关。     

铌酸锂晶体中多畴层带区倍频光的研究

本文研究用声光调Q-YAG激光器作为基波光源,测量了LiNbO₃及BNN晶体中倍频光强-温度曲线。在生长层区,倍频曲线上往往出现双峰,同时有一一对应的NPM双光环出现。LiNbO₃的双峰之一在极化处理后消失,本文对此峰的产生进行了分析。LiNbO₃多畴层带区倍频光强比单畴区大10倍左右,实验表明此乃层带区180°畴的形成导致应力松弛的结果。 关键词：     

倍频扫描曲线的测试及若干应用

一、引 言 当基波激光束入射到非线性晶体上时,由于非线性效应将产生倍频光(这一过程称为二次谐波产生,一般用SHG表示).倍频扫描曲线是倍频光强-温度(角度)扫描曲线的简称,是倍频晶体性能的若干重要标志之一.通过它可以了解晶体的质量、晶体的相干长度、晶体的非线性系数等重要     

基于角色散的非共线匹配宽带三倍频技术

宽带光打靶可以有效降低激光等离子体相互作用过程中非线性效应。提出一种基于角色散的非共线匹配宽带三倍频方案,利用宽带基频与窄带二倍频的非共线和频产生宽带三倍频,和频过程中通过特殊设计的渐变光栅实现不同频率的基频光束以特定角度入射,补偿了波长差异引入的位相失配使得全波段满足位相匹配条件。理论模拟表明,采用KDP晶体Ⅱ类位相匹配,将中心波长为1058 nm、带宽10 nm的宽带基频光与526.5 nm的二倍频光进行非共线匹配和频,可以实现高效宽带三倍频转换。     

基于空间啁啾的宽带激光倍频技术

提出一种新型的宽带倍频方案,利用时空耦合效应将宽带的时间啁啾光转换成空间啁啾光,采用多块晶体并联、各晶体独立调谐的技术途径对空间啁啾光进行谐波转换,因此倍频效率与窄带激光倍频相当。理论研究表明,采用KDP晶体I类位相匹配,对中心波长为1 053 nm的宽带基频光实现了带宽约30 nm、转换效率大于60%的高效率宽带二倍频。而且倍频光仍为线性啁啾宽带光,具备可压缩性。     

利用群速度匹配的级联二阶非线性实现超短激光脉冲压缩

提出了一种采用倾斜脉冲的级联二阶非线性来实现超短激光脉冲压缩的方法. 对基于单块BBO晶体中基频光与倍频光群速度匹配的级联二阶非线性的脉冲压缩方案进行了理论分析. 对比研究了群速度匹配与失配情况下利用级联二阶非线性进行脉冲压缩的效果, 并模拟分析了基频光与倍频光的位相失配量、非线性晶体长度、 基频光初始峰值光强和初始脉宽等因素对脉冲压缩效果的影响. 结果表明, 基频光与倍频光的群速度匹配将会大幅度改善压缩脉冲的时间波形和频谱分布. 通过对位相失配量、晶体长度、初始光强等参数的优化和选取可获得较理想的压缩效果. 采用倾斜脉冲的级联二阶非线性的脉宽压缩方法, 针对中心波长800 nm、脉宽100 fs, 峰值光强为50 GW/cm²的基频光脉冲, 采用25 mm厚BBO晶体, 当基频光与倍频光位相失配量Δk=60 mm^-1(对应失谐角1.98°), 晶体外部脉冲前沿倾斜角γ₀=74°时, 计算获得了质量较好的20 fs剩余基频光, 并同时产生了14 fs的倍频光. 关键词： 倾斜波 级联二阶非线性 群速度失配 脉冲压缩     

基于级联倍频机制无啁啾激光脉宽随晶体位相失配量的非线性变化

在无啁啾激光脉冲的非线性压缩过程中,基于级联倍频机制,对影响脉冲压缩的敏感因素——晶体位相失配量进行了理论分析和实验验证。当入射基频激光(即1ω光,波长为800nm,脉宽为278fs)进入I类二倍频β-BaB2O4(BBO)晶体后,随着晶体位相失配量的增加,基频光的输出脉宽先降后升,这种趋势可总结为"U"字形非线性变化;当位相失配量为40mm-1时,脉宽缩至最小,此时脉宽压缩比最大。     

1560 nm连续光半导体激光器经PPLN倍频及经铷吸收光谱稳频

将激光器锁定到合适的参考频率上,可以有效地改变激光器的频率稳定性。1560 nm的分布反馈式半导体激光器,可以通过倍频锁定于铷原子吸收线上。实验中我们利用PPLN准位相匹配晶体进行倍频,当输入光为1.6 W时可以获得25 mW的倍频光,非线性转换系数为0.96%/W。我们还将激光器的频率锁定于Rb原子的吸收线上,30 s内剩余频率起伏约为±3.5 MHz。     

晶体电光和非线性光学效应的离子基团理论(Ⅲ) 利用畸变氧八面体的离子基团模型计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN晶体的电光和倍频系数

本文用文献[1]中所提出的(MO_6)离子基团模型,计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN等晶体的电光和倍频系数。假设在O_h对称时,这些晶体中的氧八面体具有相同的能级和对称波函数,则通过群表示理论就可得到在C_(3ν),(C_2υ)对称性时氧八面体的能级和对称波函数,并进而用ABDP理论计算它们的电光和倍频系数。计算结果和实验符合得相当好。本文并从理论上解释了这些晶体的倍频系数大小、符号和氧八面体畸变间的关系,由此可以得到以下两个结论:(1)畸变氧八面体的离子基团模型不但适用于钙钛矿型材料,同时也适用于钨青铜型、LiNbO_3型材料。(2)在钨青铜型、LiNbO_3型的材料中,仍是“离子键”对电光和倍频效应作出主要贡献,同时由于LiTaO_3的共价键成份比LiNbO_3大,因而LiTaO_3的非线性光学效应比LiNbO_3小。     

粉末倍频系数的模拟研究

根据Kurtz粉末倍频理论,使用光纤光谱仪自行设计搭建一个粉末倍频测试系统,该系统可在基频光波入射方向不变的情况下,通过转动旋转臂在不同方向探测二次谐波,并且具有较高的精确度和灵敏度。使具有位相匹配特性的颗粒尺寸范围扩大为46μm～250μm 。使用波长为1.064μm的基频光,对KIO3晶体粉末的倍频效应进行了测试。测试结果表明,KIO3晶体粉末透射倍频光具有位相匹配特性。这一测试结果与已报道结果相一致。通过数值模拟实验测试曲线,获得了KIO3晶体粉末的倍频系数d2ω的值为9.7×10-12m/V。这一模拟值与已报道的KIO3晶体对该基频光波产生的倍频系数d32的值相吻合。由此可见,该方法切实可行。并且可推广应用到其他晶体材料的非线性特性测试研究。     

Fe:LiNbO_3晶体简并四波混频(DFWM)在光学图象处理中的应用

本文介绍Fe:LiNbO_3晶体在波长为6328A的低功率激光下的简并四波混频(DFWM)现象。给出了在不同泵浦功率下,共轭波强度随照射时间变化的实验曲线。验证了共轭波的位相补偿特性,并利用该特性校正了位相畸变的图象,得到了与理论相一致的实验结果。     

高功率Nd:YVO_4/KTP腔内倍频晶体温度分布的半解析热分析

非线性晶体KTP采用Ⅱ类相位匹配腔内倍频时,不仅要求晶体满足基频光的偏振匹配条件,而且所选用的晶体要求符合λ/2波片的条件,才能使晶体的谐波转换效率达到最佳。由于倍频晶体吸收基频光能量引起晶体内部非均匀温升,改变晶体内部各点的折射率,也会使晶体产生不应有的热形变,破坏晶体初始的位相匹配条件,严重影响输出激光的品质和倍频效率。减弱、改善这种情况的关键是准确得出在实际工作条件下晶体内部温度场。利用半解析热分析方法得出了KTP晶体内部温度场的计算方法,分析了各种热参量变化对KTP晶体内部温度场的影响。得出的结果具有一定的普适性,可以应用到具有轴对称形式内热源的其它热模型温度场的计算分析中,对连续波腔内倍频激光系统的设计将起到指导作用。     

高功率Nd∶YVO4/KTP腔内倍频晶体温度分布的半解析热分析

非线性晶体KTP采用Ⅱ类相位匹配腔内倍频时,不仅要求晶体满足基频光的偏振匹配条件,而且所选用的晶体要求符合λ/2波片的条件,才能使晶体的谐波转换效率达到最佳.由于倍频晶体吸收基频光能量引起晶体内部非均匀温升,改变晶体内部各点的折射率,也会使晶体产生不应有的热形变,破坏晶体初始的位相匹配条件,严重影响输出激光的品质和倍频效率.减弱、改善这种情况的关键是准确得出在实际工作条件下晶体内部温度场.利用半解析热分析方法得出了KTP晶体内部温度场的计算方法,分析了各种热参量变化对KTP晶体内部温度场的影响.得出的结果具有一定的普适性,可以应用到具有轴对称形式内热源的其它热模型温度场的计算分析中,对连续波腔内倍频激光系统的设计将起到指导作用.     

激光诱导掺铪同成分铌酸锂晶体优先畴成核

研究了514nm可见激光诱导掺铪摩尔分数为3%同成分铌酸锂晶体优先畴成核。利用数字全息干涉术实时记录监测激光诱导优先畴成核过程,再现了该过程中晶体内诱导区域相位分布的变化,通过测量证实成核场随诱导光强的增强呈指数减小。在实验基础上提出诱导过程中出现的沿Z方向的空间电荷场对激光诱导优先畴成核有着非常重要的影响,并给出了激光诱导铌酸锂晶体优先畴成核定性的物理模型。不仅能够为激光诱导晶体铁电畴工程的优化提供重要信息,而且能够为激光诱导铌酸锂晶体优先畴成核机制的研究提供重要实验依据。     

基于65%掺氘DKDP晶体实现1053nm激光四次谐波转换

利用质量分数为65%的掺氘DKDP晶体实现了1053nm激光在非临界相位匹配(NCPM)条件下的四次谐波转换,实验测得NCPM条件下晶体温度为29.4℃、晶体接收角宽约为55 mrad。理论分析了NCPM过程中DKDP晶体掺氘量和温度对四次谐波转换的影响,数值模拟了四次谐波转换过程中晶体掺氘量和温度的关系以及四倍频转换效率随倍频光强的变化,这些结果为四倍频光在高功率激光系统中的应用提供了理论依据。     

铌酸钾锂晶体及其宽带二次谐波产生

报道了利用引上提拉法生长出非线性光学晶体铌酸钾锂,并用其实现了对准连续可调谐钛宝石激光倍频.在波长为890—952nm范围内,通过室温下非临界相位匹配,得到445—476nm的二次谐波.抽运光强为144—269mW,二次谐波强度为058—173mW,倍频效率可达065%.     

用周期极化KTP晶体高效倍频获得稳定461nm激光

实验采用准相位匹配的PPKTP晶体对922nm连续激光进行外腔谐振倍频,获得稳定461nm激光.实验装置采用一体化环形腔没计,实现最大耦合转换效率达73.3%,获得208 mW的461 nm蓝光输出.实验结论中通过分析,修正损耗误差,得到最佳耦合腔镜反射率,并深入讨论了耦合腔镜的两种反射率对倍频输出功率和效率的影响,同时就晶体吸收效应和热透镜效应对倍频试验的影响也进行了深入研究.