KDP晶体三倍频实验和分析

报道了ＫＤＰ晶体中的三倍频产生的实验研究，计算了比较了直接三倍频过程和级联过程对ＫＤＰ晶体三阶有效非线性系数的贡献，并探讨了ＫＤＰ作为非线性晶体材料三阶非线性系数测量基准的可行性。     

双KTP晶体倍频过程的实验研究腔外串接倍频

双KTP晶体串接倍频可以克服离散效应并补偿相位失配。本文对串接倍频进行了理论分析与实验观测,指出最佳串接方位。理论分析与实验结果符合很好。     

各向异性晶体波导的倍频理论和实验研究

在波导耦合理论基础上，根据平面波导和通道波导的具体结构，分别推导了二种波导的倍频转换效率表达式，讨论了各种因素对倍频效率的影响，并采用离子法制备掺氧化镁铌酸锂和钽酸锂波导，测试和分析了它们的倍频性能，讨论了比较了平面和通道波道的特点。     

BBO晶体的五倍频

本文报道了用BBO晶体对Nd:YAG激光器输出的1064nm光的五倍频,获得了213nm的紫外输出,266nm转换至213nm的转换效率达48%.并用数值积分的方法从理论上分析了1064nm与266nm的混频过程,得出的结论与实验结果相符.     

利用PPKTP晶体倍频产生397.5nm激光的实验研究

使用周期性极化(PPKTP)晶体进行了795nm激光倍频的实验研究.实验中,基频(795nm)激光通过锥形放大器(TPA)实现了激光功率放大(400mW),再经过光纤整形后功率输出达100mW以上.将该激光单次通过PPKTP晶体,我们测量了倍频效率随晶体温度的变化关系.再将PPKTP晶体放入红外谐振倍频腔内,在最佳匹配温度和红外光共振条件下,获得了近14mW的397.5nm紫外光,倍频效率为13%.     

新型自倍频晶体的进展

近年来,关于自倍频晶体的研究工作取得了重大进展.自倍频晶体是将激光晶体和倍频晶体合二为一的一类晶体.迄今最主要的自倍频晶体有两种:掺钕和氧化锰的铌酸锂(Nd:MgO:LiNbO3,用NMLN来表示)和硼酸钕钇铝 ,用 NYAB来表示).自倍频晶体可用于直接产生蓝绿激光,其作用原理如下: 用波长为800nm左右的红激光泵浦自倍频晶体,发生激光作用产生波长略大于1μm的近红外激光,同时红外激光在晶体中倍频而产生绿激光. 目前,可以得到的NMLN晶体的尺寸(10 × 10 × 25mm)比 NYAB晶体的尺寸(4 × 4 ×10mm)大,但是 NMLN用于产生绿激光时有两个缺…     

高效率KDP倍频晶体的精选

本文提出了用固有外失配角来表征由倍频晶体折射率不均匀性所产生的相位失配,并给出了对其进行高精度测量的方法,它能方便地、可靠地从已切割好的晶体中挑选出高转换效率的倍频晶体。     

基于飞秒激光写制波导的PPKTP晶体倍频实验研究

在PPKTP晶体上进行了飞秒激光刻写波导的实验研究,优化了c-切PPKTP晶体中写制二型波导的工艺参数.当波导长度为10mm,宽度为14.5μm,准相位匹配波长为1064nm时,实现了单模传输.利用该波导对调QNd:YAG激光进行了准相位匹配倍频实验,实现的二次谐波转换效率为39.8%.     

大口径KDP晶体高效率倍频

本文报道了用一块3cm厚Ⅱ类KDP晶体,在φ42mm口径、功率密度为0.27GW/cm~2的1.06μm激光束作用下,0.53μm倍频激光外部能量转换效率达到 61.5％的实验结果。实验和理论计算值符合较好。     

双KTP晶体倍频过程的实验研究(二)——光学参量振荡腔内串接倍频

按第一部分指出的串接方位,将串接的双KTP晶体置于光学参量振荡腔中,并采用控温方式补偿程差,实现双模共振,使倍频效率较内腔单模起振提高近30倍,理论分析与实验结果基本符合。     

四倍频磷酸二氘钾晶体

生长了不同氘含量的磷酸二氘钾(DKDP)晶体,切割角度统一沿Ⅰ类非临界相位匹配方向,即与晶体z轴成90与x轴成45,分别在1 064 nm和1 053 nm两种基频波长下进行了四倍频实验,通过测定氘含量与相位匹配角的联系,确定出能够实现非临界四倍频的DKDP晶体的最佳氘含量。实验发现在1 064 nm的基频波长下通过调节DKDP晶体的氘含量无法实现室温的非临界相位匹配,而在1 053 nm基频波长下实现室温的非临界相位匹配的DKDP晶体最佳氘含量为85%左右     

晶体角度跟随三倍频效率控制技术

基于推导的倍频晶体匹配角与温度关系的理论分析,揭示了温度对频率转换过程影响的热光物理机制。数值模拟了频率转换过程中二倍频与三倍频晶体的匹配角热敏感性。由于不同晶体材料热敏感性的差异性,实验获得了激光装置中所用晶体材料的匹配角随温度变化的关系曲线。理论分析了不同输入功率密度情况下匹配角失谐对三倍频过程的影响,并在线验证了温度变化导致匹配角失谐,进而引起三倍频转换效率的下降。根据实验获得的晶体匹配角的热敏感性参数,提出利用晶体角度跟随方法进行三倍频转换效率补偿,实现了三倍频能量的稳定输出。     

折射率线性调制晶体中的稳态倍频研究

从麦克斯韦方程出发,推导了折射率线性调制介质内的平面波倍频耦合波方程,并给出了稳态耦合波方程的小信号解。由菲涅耳函数所描述的小信号解给出了不同于典型sinc函数的失谐函数结构。分析结果表明,折射率线性调制晶体相对于普通非线性晶体具有更大的匹配带宽,从而拥有更大的可接受温度和匹配角以及光谱带宽;然而这种带宽的增加是以牺牲整体的转换效率为代价的。值得关注的是通过选取特定的折射率调制参量可使失谐函数平坦化,这降低了倍频晶体对于由环境温度、机械结构等原因造成的工作点漂移的灵敏度。通过高转换效率下的数值模拟发现,失谐函数特性仍与低转换效率下的基本结论相符,只是在数值上略有不同且依赖于耦合强度。     

大口径KDP晶体高效率串接倍频

本文给出了串接倍频的原理及两块晶体相对取向的要求.利用两块1.4cm厚的Ⅱ类KDP晶体串接,入射基频激光强度为0.33～0.67GW/cm~2,外转换效率达到60%以上,激光束口径为φ42mm.实验结果与计算值符合很好.本文将L_1=L_2=1.4cm的串接倍频器与厚度分别为3cm和1.4cm的单块晶体倍频器的实验特性作了比较,表明串接倍频器同时兼有单块厚晶体倍频器和单块薄晶体倍频器的优点.     

倍频激光器中KTP晶体失调研究

针对目前常用的KTP晶体,研究其倾斜失调和旋转失调对倍频激光器转换效率的影响。基于主轴坐标系变换,建立KTP晶体倾斜失调理论模型,对倾斜失调和旋转失调时激光非线性频率变换过程进行理论分析并设计实验验证。结果表明,倾斜失调时,转换效率会随着倾斜失调方向的变化出现2个大小不同的窄峰值,且倾斜角度越大,两峰值所在方向夹角越小,其余方向转换效率为零,与理论计算一致;对于旋转失调,Ⅰ和Ⅱ类相位匹配转换效率随失调角度分别呈和/2周期变化。该结果可用于倍频激光器设计。     

四倍频磷酸二氘钾晶体

生长了不同氘含量的磷酸二氘钾(DKDP)晶体,切割角度统一沿Ⅰ类非临界相位匹配方向,即与晶体z轴成90与x轴成45,分别在1 064 nm和1 053 nm两种基频波长下进行了四倍频实验,通过测定氘含量与相位匹配角的联系,确定出能够实现非临界四倍频的DKDP晶体的最佳氘含量。实验发现在1 064 nm的基频波长下通过调节DKDP晶体的氘含量无法实现室温的非临界相位匹配,而在1 053 nm基频波长下实现室温的非临界相位匹配的DKDP晶体最佳氘含量为85%左右     

非线性晶体内腔倍频的温度模式分布

为了提高谐波转换效率和消除温升引起的晶体走离效应，对于非线性晶体温度场分布特点进行了分析与计算.同时研究了基波偏心辐射对KTP晶体温度场的影响.通过对腔内倍频KTP晶体工作特点的分析，建立了方形非线性晶体热模型并首次引入了方形晶体辐射偏心度的定义.基于热传导方程，得到了温度场分布的一般解析表达式.     

晶体级联方式的宽带三倍频方案分析

讨论了入射基频光频谱宽度、两块和频晶体失谐角对KDP晶体Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ类角度失谐级联方式的三倍频光功率谱分布的影响,分析了影响三倍频效率的因素。研究结果表明,第二块和频晶体得到的三倍频光的功率谱分布与基频光功率谱分布及失谐角有关,三倍频光频谱宽度近似为基频光的3倍,采用该方案的三倍频可有效抑制由于基频光时间相位调制导致的三倍频光强随时间分布的不均匀,并能有效提高大带宽条件下的三倍频转换效率。同时,采用该方案的三倍频,对级联的两块和频晶体厚度及失谐角调整精度要求不高,在实验上有很大的可操作性。     

不同波长三倍频DKDP晶体的激光损伤

采用传统降温法,利用高纯原料从氘化程度为80%的溶液生长了四方相磷酸二氘钾(DKDP)晶体,并按Ⅱ类三倍频方式切割晶体。三倍频用DKDP晶体的最大问题在于其抗光伤阈值低于KDP晶体,严重限制了激光输出的能量密度和晶体使用寿命。考察了不同波长下三倍频DKDP晶体的损伤阈值,以及激光退火效应。实验表明,激光退火对于DKDP晶体的损伤阈值有显著的提升作用,基频、倍频、三倍频的提升效果分别达到1.4,1.9,2.7倍,是改善DKDP晶体抗光伤能力的有效途径。     

Zn：LiNbO3晶体倍频性能的研究

在ＬｉＮｂＯ３晶体中掺入ＺｎＯ，生长ＺｎＯ：ＬｉＮｂＯ３晶体，当ＺｎＯ的掺入浓度高于６ｍｏｌ％时，晶体的抗光损伤能力提高两个数量级，与高掺Ｍｇｏ相似。Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３的倍频转换效率可达５０％左右，高于Ｍｇ；ＬｉＮｂＯ３。本文对Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３晶体中Ｚｎ＾２＋离子占痊以及抗光损伤增强机理进行了初步探讨。