晶体长度对倍频效率的影响

从理论和实验上分析研究了倍频晶体长度对倍频转换效率的影响,指出在一定的泵浦光强下,适当选择最佳晶体长度,可以有效地提高倍频转换效率。     

KDP倍频晶体最佳长度的研究

简单分析了现有关于倍频晶体最佳长度理论的实用意义。用精加工,严格Ⅱ类角度匹配的八块不同长度的 KDP 晶体,测定了它们对重复频率普通 Q 开关 YAG激光的倍频效果。得到倍频 KDP 晶体最佳长度为37±1mm。基频能量60mJ,脉宽14ns时,能量转换效率为23.9%,功率转换效率为34.5%。实验发现,最佳长度的晶体其转换效率随基频能量增加而增加的速度最快。     

准三能级固体激光器中激光介质长度优化

为进一步提高激光二极管端面泵浦的准三能级激光器转化效率,基于速率方程理论,引入能量传输上转换效应和激发态吸收效应,对自吸收损耗进行研究。设计了平凹谐振腔,采用不同长度的Nd:GdVO_4晶体作为激光介质进行实验验证。研究结果表明:自吸收损耗同激光介质长度呈正比关系,但随着泵浦功率增加而减弱。实验结果证明了最佳激光介质长度的存在,泵浦功率30 W以内,最佳激光介质长度在5～6.5mm范围内递增,且实验结果和理论计算结果相符合。     

高效率侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷激光器

研究了808nm侧面泵浦国产Nd:YAG陶瓷棒的激光输出特性和热透镜效应,并与相同尺寸、相同掺杂浓度的Nd:YAG晶体进行了对比。当泵浦功率为60W时,陶瓷获得了21.6W的1064nm连续激光输出,光-光转换效率为36%,斜效率达到46.9%,在相同的泵浦条件下,Nd:YAG晶体的输出功率为23.9W,光-光转换效率为39.8%,斜效率为50.3%。实验结果表明,Nd:YAG陶瓷的性能已经接近于Nd:YAG晶体。     

用于PPLN泵浦源的大能量百纳秒级脉冲固体激光器

为获得大能量、百纳秒脉宽的1 064 nm激光稳定输出，首先理论分析了激光的泵浦能量和谐振腔长度对输出脉宽的影响，然后对Nd∶YAG固体激光器进行设计，采用折叠谐振腔、振荡-放大结构和电光调Q技术相结合。实验结果表明：当重复频率为1 Hz、泵浦电压在1 200～1 400 V变化时，实现了脉宽范围为152.6～95.71 ns的稳定1 064 nm激光输出，最大单脉冲能量可达171 mJ;以激光器的输出激光作为基频光，设计了柱透镜组光束耦合系统，将基频光光斑整形为椭圆形状，实现了基频光的高效耦合和周期极化LiNbO₃(PPLN)光参量振荡器的稳定运行；采用耦合后的光束泵浦MgO∶PPLN晶体，获得了1.47μm近红外信号光的稳定输出。     

基于级联和频+差频效应的平坦带宽波长转换器

针对改善波长转换器转换特性的问题,研究了周期极化铌酸锂晶体中采用分段准相位匹配光栅结构对基于级联和频+差频效应的波长转换器特性的影响.对于单通和双通构型,增加段数,并优化设计每段的极化周期,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和较好的平坦性.在相同条件下,双通构型波长转换器的转换效率和平坦性较好,但转换带宽比单通构型稍差.与采用位移泵浦光的波长提高平坦性的方法相比,利用分段准相位匹配光栅结构能够获得几乎相同的平坦性,但转换效率和转换带宽却比泵浦光波长位移法好.此外,研究了晶体长度对基于分段准相位匹配光栅结构波长转换器特性的影响.     

纳秒光脉冲在光子晶体光纤中产生的超连续谱

研究了纳秒脉冲在光子晶体光纤中的演化和传输.利用纳秒激光器产生脉宽为65ns、重复频率为150 kHz光脉冲,泵浦25 m的光子晶体光纤,获得了输出功率为0.76W、整个光谱范围超过1200 nm的超连续谱.在光谱展宽的初始阶段,光谱的展宽来源于调制不稳定性效应.随着泵浦功率的增加,发现四波混频效应对光谱短波部分的展宽起作用,受激拉曼散射效应对光谱长波部分的展宽起作用.     

入射光斑大小对光折变晶体扇形效应的影响

为了研究入射光斑大小对光折变晶体扇形效应的影响.对KNSBN晶体扇形效应进行了实验研究;理论分析了入射光斑大小在扇形效应机理中的作用.实验结果表明在入射位置距离晶体前端面4.5 mm、入射角度67°时,相对得到透射光强随入射光斑尺寸的增大而减弱,散射光随入射光斑尺寸的增大而增强.理论分析模拟与实验结果相一致.     

BBO晶体光学参量发生器

通过对BBO晶体中光学参量发生器的理论分析,并且利用YAG锁模激光器的2、3、4次谐波泵浦光参量发生器,得到了BBO晶体中各物理量对光学参量发生器的阈值,转换效率和线宽影响的实验结果,参量光转换效率超过30％。     

光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN高效率3.4μm光参量振荡器研究

选用1 065 nm掺镱光纤激光泵浦外腔MgO:PPLN光参量振荡（OPO）,实现高功率3.4μm中红外激光输出。以高稳定性的分布式反馈激光器（DFB）作为光纤激光脉冲的种子源以降低泵浦光光谱展宽。实验中,采用双路光纤激光泵浦MgO:PPLN-OPO,实验研究发现重频、脉宽的最佳匹配对系统的参量光功率提升有着显著的正向影响。在泵浦功率为25.03 W、重复频率100 kHz、脉宽200 ns条件下,获得最大输出功率为3.536 W的3.44μm的激光输出。对应脉冲宽度为128 ns,光光转换效率为14.12%。     

A theoretical analysis of optical-to-THz conversion efficiency via optical rectification

A theoretical analysis of an ultra-short pulse converted to Terahertz radiation via optical rectification in nonlinear optical crystal is presented here; several factors that affect optical-to-THz conversion efficiencies are discussed; pulse durations affect the conversion efficiency effectively: when crystal length is equal to the optimal crystal length l _c, optical-to-THz conversion efficiency is the highest, but for the periodically-inverted electro-optic crystals, conversion efficiency is almost proportional to the crystal length when absorption can be neglected. Taking account of the absorption of crystals, effective length of crystal is L _eff=0.63/α, there is no apparent increase of conversion efficiency and the conversion efficiency approaches to a constant eventually when the crystal length is increased.     

基于SOA中FWM效应实现全光波长变换

基于半导体光放大器的四波混频 FWM(Four- Wave Mixing)型波长变换技术发展前景最好 ,但由于半导体光放大器的自发辐射噪声 ,导致输出信噪比劣化。如果利用非线性耦合波方程推导出变换光信噪比的表达式 ,分析影响信噪比的参数 ,对于一定的输入信号光 ,较大的泵浦光就有利于提高变换光信噪比 ,大的偏置电流和小的频差可以改善信噪比 ,对优化设计 SOA- FWM波长变换器具有一定的参考价值。     

准相位匹配技术的谐波加强效率研究

讨论了准相位匹配(QPM)技术中的非线性光频转换谐波振幅方程和谐波转换效率.从振幅耦合波基本方程出发,考虑QPM晶体的非线性极化率的周期性调制特点,推导出理想情况下的谐波振幅,以及畴反转结构存在误差时的谐波振幅方程.与双折射相位匹配技术相比,在QPM技术中若利用晶体中最大的非线性光学系数,则有较高的转换效率,对于KTP晶体,二次谐波转换效率比值可达到10.2,对于LiNbO3晶体转换效率比值可达到20.该理论研究定量说明在QPM技术中有较高的非线性光频转换效率.     

光子晶体光纤拉曼激光器研究

利用100m非线性光子晶体光纤，以光纤光栅对作为谐振腔，研制成功了低阈值光子晶体光纤拉曼激光器．该光子晶体光纤拉曼激光器的闽值为2W，在抽运功率6．2W时，得到最大功率为1．8W．波长为1115．9nm的连续拉曼激光输出，拉曼半峰全宽为1．39nm，对应光-光转化效率29％，斜率效率41％．且在低功率连续光泵浦下观察到5级拉曼荧光．     

基于周期极化MgO:LiNbO3的4.0 μm光学参量谐振腔的产生

推导出在掺杂摩尔分数为5％氧化镁的铌酸锂晶体中，非寻常光的温度依赖折射率公式．结果表明，室温条件下，当泵浦波长为1．064μm时，在周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体中，产生4．0μm波长所需要的光栅周期要比周期极化纯铌酸锂的小，当泵浦能量为220μJ时，光学参量谐振腔中信号光1．45μm处最大转换效率可达1．46％．实验证明，晶体的光栅周期和光学谐振腔的闲值泵浦能量分别与其相应的理论值基本吻合．     

885nmLD泵浦Nd：CNGG腔内倍频665nm激光器研究

论述了885nmLD端面泵浦Nd：CNGG/Cr4＋：YAG键合晶体、采用被动调Q方式,产生1329nm激光,其对应的能级跃迁为4F3-4I13/2。当泵浦功率为19W时,获得了4.9W的1329nm激光输出,斜效率为36.2%。然后通过非线性晶体LBO进行腔内倍频,得到了822mW的665nm红光输出,光-光转换率为4.7%。     

双脉冲输出激光器设计

激光器作为一种重要的辅助光源已被广泛应用于用于材料加工、激光加工、精密测量和精密加工等工业环境中。文章设计了一种双脉冲输出光器,对其进行了理论及实验装置结构设计,并对设计进行了可行性验证试验,结果表明:在LD泵浦源的激励下,产生了最高功率达到0.57 W的双脉冲绿色激光;随着泵浦源电流的增大,得到的绿色激光的光功率越大,直到其达到峰值;通过光电转换,采用高速示波器进行双脉冲的光信号采集,检测出激光脉冲的周期和脉宽均为20μs。