非线性光学晶体材料GaSe激光参数的模拟计算

对红外非线性光学晶体GaSe的非线性性质进行了研究.计算模拟了1.064μm、2.05μm、2.79μm泵浦情况下Ⅰ、Ⅱ类相位匹配情况下GaSe晶体的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角和泵浦波波长的关系.同时计算了晶体激光光参量震荡和倍频波波长和相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角的关系.对计算结果进行了分析比较.所得结果对于GaSe晶体用于特定波长激光器设计新波段提供了理论依据.     

GaSe晶体的CO2激光倍频及其色散特性研究

为了研究GaSe晶体的倍频(SHG)及色散性质,采用声光调Q可调谐线偏振CO2脉冲激光器,在250 Hz重频脉冲下以共线oo-e相位匹配方式作用于GaSe晶体,得到CO2激光的可调谐SHG输出。测量了基频波长为9.3、9.6、10.3和10.6μm时的相位匹配角,并通过对比现有文献中色散方程的相位匹配角计算结果和测量结果,确定出最适用于GaSe晶体的色散方程。实验对SHG信号与晶体中光束方位角φ的关系进行测量。本文实验可以作为间接测量晶体色散关系的方法,为GaSe晶体的进一步研究打下基础;同时也可为其它非线性晶体的研究提供参考。     

Er掺杂GaSe晶体特性的研究

对改进型布里奇曼方法生长的Er掺杂GaSe晶体的成 分、光学特性和倍频特性进行了测量和分 析。研究发现,掺杂晶体中Er的分布不均匀且浓度远低于装料浓度,高浓度掺杂使得晶体光 学质量下降。通 过对掺杂晶体光学特性测量发现,Er的掺杂没有明显改变晶体的光谱特性,掺杂浓度为0.07mass.%的 GaSe:Er晶体在可见光波段表现出了比较好的光学性质。通过对晶体拉曼光谱的测量发现, 在GaSe:Er (0.09 mass.%)和GaSe:Er (0.10mass.%)晶体中出现了新的拉曼散射带,它 是由Er³⁺的⁴F9/2→⁴I9/2跃迁产生的。 通过飞秒Ti:sapphire激光和CO₂激光泵浦下I类倍频实验发现,掺杂晶体相位匹配角与纯G aSe晶体相比没有明显变 化,实验结果与理论曲线符合得较好,最佳浓度掺杂晶体GaSe:Er(0.07mass.%)将CO₂倍 频转换效率提高了43%。     

高功率激光倍频过程的热效应分析

在高功率倍频过程中,非线性倍频晶体由于吸收了基波和谐波的功率,造成倍频晶体内温度的变化,破坏了晶体原来的相位匹配条件,从而导致频率变换效率降低、输出谐波功率不稳定等问题,对于高功率高重复频率激光器系统尤其严重.根据热传导方程分析了晶体内部的热分布,利用非线性晶体的折射率方程分析了非线性倍频晶体温度变化时,其相位匹配、允许参量以及光波走离角的变化情况,为实现高功率倍频激光奠定了理论基础.     

红外非线性晶体GaSe的合成、生长与性能

针对高品质红外非线性晶体GaSe难以生长、加工的问题,研究了垂直布里奇曼法籽晶定向生长技术。制备出20 mm×50 mm完整单晶,探索了加工工艺,对样品进行了粉末衍射,能谱等测试,晶体在1.06~15μm波段吸收系数约为0.05~0.16 cm-1,完整性、光学质量均较好。演示了9.3~10.6μm波段的CO2激光倍频实验,输出4.65~5.3μm对应倍频光。     

CO2激光差频GaSe晶体产生太赫兹波的数值计算

以可调谐CO2激光差频非线性GaSe晶体为例,在共线相位匹配方式下,计算了oe-e和oe-o两种相位匹配方式下的角度调谐特性、有效非线性系数、走离角和允许角。结果表明:GaSe晶体可产生73.84～3 000 m的太赫兹波,且有效非线性系数为41～54 pm/V;走离角在1.771～10.63之间;所允许的最大发散角为13.95～94.7 mrad,对入射光的方向性要求较高。对于500 m以上的太赫兹波,两种匹配方式除有效非线性系数外没有大的区别。模拟结果对于开展基于激光差频技术产生太赫兹的研究具有重要的指导意义。     

基于差频产生太赫兹的中远红外非线性光学晶体

文章介绍了ZnGeP2,GaSe,CdSe,GaAs,GaP,DAST等几种用于太赫兹辐射的中远红外非线性光学晶体的非线性性能,总结了利用它们通过非线性光学差频产生太赫兹方面的最近进展.最后给出了获得较高转换效率和能量的太赫兹波输出的非线性光学晶体应具备的条件.     

飞秒激光制备非线性光子晶体研究进展

非线性光子晶体能够实现高效的非线性光学过程,其制备手段吸引了该领域研究者的高度关注。飞秒激光加工技术具有极高的精度、分辨率和灵活性,相比传统的非线性结构制备工艺具有独特的优势。总结归纳了利用飞秒激光加工技术构建非线性光子晶体的研究进展,并对涉及的准相位匹配原理进行了简要介绍。讨论了飞秒激光反转铁电畴和擦除非线性系数的加工机理,论述了这两种方式在多种维度非线性光子晶体加工方面的实验成果和应用。最后分析了目前飞秒激光加工非线性光子晶体所遇到的挑战,并展望了未来的发展前景。     

非线性光学晶体CsLiB6O10特性的研究进展

综述了国内外对非线性光学晶体CsLiB6O10的理论和实验工作。围绕着CsLiB6O10在频率变换过程中的相位匹配角、有效非线性系数、允许参量范嗣和谐波转换效率等性能进行了阐述，从而进一步说明了CsLiB6O10是一种优质的高功率紫外光学品体。     

红外非线性晶体Na2Ge2Se5非线性变频模拟计算

对红外非线性光学晶体Na2Ge2Se5的非线性性质进行了研究。计算了在主平面内倍频调谐曲线,0.946μm、1.064μm、1.1319μm泵浦情况下的倍频空间调谐曲线以及和频产生0.589μm激光的匹配曲线,并对计算结果进行了分析比较。所得结果可为Na2Ge2Se5晶体用于特定波长激光器,设计新波段提供理论依据。     

光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析

采用分布傅立叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。     

红外非线性光学晶体磷化硅镉研究进展

介绍了红外非线性光学材料磷化硅镉晶体的性能特点,以及其多晶合成、晶体生长和光学参量振荡的研究进展情况。最后,指出了制约着大尺寸、高光学质量CSP单晶体生长的主要原因以及研制CSP单晶体的必要性。     

Fe_2O_3溶胶的三阶非线性光学特性

本文用简并四波混频研究了Fe_2O_3水溶胶和有机溶胶的三阶非线性光学特性,指出当Fe_2O_3微粒表面包覆一极性分子后可明显地增强其三阶非线性。实验测得Fe_2O_3水溶胶和有机溶胶的三阶非线性光学系数分别为1.3×10~(-10)esu和2.3×10~(-9)esu。分析了非线性效应的增强机理。     

金属颗粒复合介质膜的有效非线性光学性质的数值研究

利用退耦近似方法,数值研究了任意体积分数特别是高体积分数的金属颗粒复合介质膜的有效线性介电函数和三阶非线性效应的变化,得到了非线性增强的最佳体积比.在不同体积分数下研究了复合体系的三阶非线性效应随入射光频率的变化关系,结果表明在表面等离子体共振频率附近,三阶非线性效应随着体积分数的增加而增强,但是当体积分数增加到一定值时由于粒子之间的相互作用对局域场的影响导致了三阶非线性效应的降低.     

中红外PPMgLN光参变振荡器技术研究

为了实现3.8μm激光输出,采用了1.064μm激光抽运周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体（MgO掺杂摩尔分数为0.05）的光参变振荡器技术,由理论分析得到1.064μm激光抽运PPMgLN实现激光输出时,输出波长与极化周期以及温度的关系曲线。实验中,当晶体周期为29.2μm、温度为400K时,实现了3.8μm激光输出;当抽运功率为35W、声光调Q频率为8kHz条件下,获得3.84μm激光输出的平均功率为3.9W,其转换效率为11.14%,激光光束质量为6.46。结果表明,该技术可以获得较高转换效率的3.8μm激光输出,有望成为中红外激光对抗的激光干扰源。