低阈值宽调谐PPLN光参量振荡

用半导体激光 (LD)抽运的声光调QNd∶YVO4 激光器做抽运源 ,实现了准位相匹配的光参量输出 ,其调谐范围为 1 4 36～ 1 7μm。非线性光学介质是多周期极化的LiNbO3 (PPLN)。光参量振荡阈值 10 3μJ(脉宽 2 2ns) ,在抽运光达到阈值 3 3倍的条件下 ,信号光输出能量 4 2 5 μJ ,斜效率 12 5 %。     

Low-threshold, high-efficiency, high-repetition-rate optical parametric generator based on periodically poled LiNbO3

We report a high-repetition-rate optical parametric generator (OPG) with a periodically poled lithium niobate (PPLN) crystal pumped by an acousto-optically Q-switched CW-diode-end-pumped Nd:YVO_4 laser. For the maximum 1064nm pump power of 970mW, the maximum conversion efficiency is 32.9% under the conditions of 250℃, 1064nm pulse repetition rate of 22.6kHz and pulse width of 12ns, and the PPLN OPG threshold in the collinear case is less than 23.7μJ. The output power increases with the increase of the crystal temperature. The 1485－1553nm signal wave and 3383－3754nm idler wave are obtained by changing the temperature and the angle of the PPLN crystal.     

1064nm泵浦温度调谐PPLN光学参量振荡器

对脉冲泵浦的温度可调准相位匹配(QPM)光学参量振荡器(OPO)进行了研究.LD泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm脉冲激光做泵浦源,极化周期为30.7μm的单周期PPLN做光学参量振荡器的参量晶体,通过控制参量晶体的温度可以得到信号光的波长调谐输出.在LD电流17A得到信号光的平均功率最大为230mW,转化效率达13%.     

外腔调谐激光泵浦的差频中红外宽调谐激光光谱系统

室温工作的连续可调谐相干光源在痕量气体检测技术中有着重要的应用价值,非线性差频方法是获得室温工作的中红外相干光源的有效途径,是对传统激光光源的重要补充.报道了一种基于差频方法的室温工作宽调谐中红外激光光谱系统,使用两台近红外半导体激光器作为种子光源,采用PPLN晶体作为非线性混频器件,结合准相位匹配技术实现了3.2～3.7μm中红外相干光源输出,最大差频输出功率约为1μW,对CH4基频吸收谱线的光谱检测表明,系统能够满足在中红外光谱区对气体成分进行高分辨、高灵敏、快速吸收检测的需要.     

基于周期极化化学计量比掺氧化镁钽酸锂晶体的高效率、单程、连续外腔倍频

利用长度为20mm的周期极化化学计量比掺氧化镁钽酸锂晶体（PP-MgO: SLT），实现了转换效率为11.8%的单程连续外腔准相位匹配（QPM）倍频，此时1064nm基频光的输入功率为7.69W，获得的532nm倍频光的输出功率为905mW。实验中可以发现，在不同的基频光聚焦条件和输入功率下，对应最大倍频输出的晶体温控炉的设定温度也要随之改变。此外，对允许角和允许温度也进行了研究，实验结果和理论结果符合的很好。     

宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器

利用半导体激光泵浦输出1064 nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用周期调谐和温度调谐组合调谐技术,对基于掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体（MgO:LiNbO3, PPMgLN）准相位匹配（QPM）的全固态连续波（CW）光学参量振荡器（OPO）宽波段无分立连续调谐输出特性进行研究。实验采用连续工作模式和外腔结构,基于多周期PPMgLN晶体的30.2,30.4和30.6 m周期,在改变晶体的极化周期的基础上,同时在30～100 ℃范围内调节晶体工作温度。实验结果表明:CW PPMgLN OPO的泵浦阈值仅为0.22 W;不同极化周期需要的温度调谐范围不同;信号光在1 559.8～1 597.2 nm近红外波段和闲频光在3 187.3~3 347.3 nm中红外波段连续调谐输出。实现了外腔式全固态CW OPO在信号光和闲频光波段的无分立连续调谐输出。     

利用QPM-OPO的调谐特性精确测定晶体的极化周期

利用准相位匹配(QPM)光学参量振荡器(OPO)的角度和温度调谐特性来精确测定晶体的极化周期。以1064．3nm Nd：YVVO4全固态激光器泵浦的周期极化LiNbO3(PPLN)-OPO为研究对象,测量、计算了3块PPLN的极化周期。通过理论温度调谐曲线与实验曲线的对比证明,此方法是一个精确测定PPLN极化周期的有效方法。     

不同脉宽激光和频产生蓝色超短激光的模拟研究

为了扩展现有飞秒激光的波段,采用非周期的准位相匹配光学超晶格进行了两束激光的和频研究.光学超晶格的结构由遗传算法根据要求模拟计算得到,在此结构晶体上进行平顶长脉宽激光与飞秒激光和频,可以有效地抑制和频光的脉宽展宽,生成457nm的蓝色飞秒激光.结果表明,该技术提供了一种通过两束不同激光和频产生新波长超短脉冲激光的全新技术方案.     

基于不同非共线结构的光参量放大器的带宽特性研究

研究了多种非共线结构下基于周期极化铌酸锂晶体的皮秒脉冲光参量放大器的调谐带宽和参量带宽特性,确定了当能够获得大且稳定的调谐带宽时应使用的最佳非共线结构、抽运光波矢和晶体光栅矢量间的最佳非共线角θ以及最佳极化周期,同时给出了用于计算不同温度下周期极化铌酸锂晶体的最佳极化周期的数学公式。此外,通过对相位失配进行泰勒级数展开,分别得到了保留一阶、二阶和三阶导数项时的参量带宽计算公式,随后将利用这些公式和相位失配表达式计算得到的参量带宽进行了对比,进而分析了高阶导数项对参量带宽的影响。在此基础上提出了一个用于最大化光参量放大过程的调谐带宽和参量带宽、确定非共线角α和工作温度等最佳工作参数的可行方案。     

Theoretical Study on Intra-Cavity Distributed-Bragg-Reflection Quasi-Phase-Matched Second-Harmonic Lasers

The characteristics of intra-cavity distributed Bragg reflector (DBR) quasi-phase-matched (IDQPM) second-harmonic-generation (SHG) lasers are theoretically studied. In the IDQPM-SHG laser, a QPM device and a DBR for feedback are separately fabricated on the same substrate with the QPM device placed between the DBR and a semiconductor laser. The threshold current of the IDQPM-SHG laser depends on the coupling efficiency between the laser diode and the QPM waveguide and the reflectivity of the DBR. The SH output of the IDQPM-SHG laser is strongly dependent on the generalized SHG conversion efficiency, x. This laser has the potential to attain an SH output over a 30-mW using a currently available 50-mW semiconductor laser for the fundamental light source, when highly efficient QPM device (x=2.2 W⁻¹) is used. Its tolerance for various deviations from the initial design and the problems to develop a commercially available IDQPM-SHG laser are also discussed.