高效率非临界相位匹配KTP光学参量振荡器

利用Nd∶YAG激光器1．064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP（θ＝90°,＝0°）光学参量振荡器（OPO）,获得1．57μm相干光和高达64％的能量转换效率,分析了非临界相位匹配方式对KTP晶体定离效应和接收角的影响,并对OPO的阈值、效率、输出的光束质量进行了讨论。     

1.5 7μm非临界相位匹配KTP参量振荡器

利用1.064μm激光泵浦非临界相位匹配(NCPM)KTP-OPO,获得了重复频率20Hz、输出能量115mJ的1.57μm激光输出.     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

利用1. 06μm激光脉冲泵浦非临界相位匹配(NCPM) KTP光学参量振荡器,获得中心波长1566nm的信号光输出。当泵浦光能量为100mJ时,输出信号光能量约为31. 9mJ ,相应的转换效率为30. 9% ,信号光脉冲宽度(10ns)比泵浦光脉冲宽度(30ns)小得多。当相位匹配角(内角)从90°到80°变化时,信号光调谐范围为1566～1596nm。     

KTP晶体光参量过程的相位匹配

讨论了双轴晶体中参量过程的角度匹配计算方法,计算了KTP晶体对于355、532nm和1064nm波长泵浦的光参量过程的角度匹配曲线;对于三个主平面内的Ⅱ类相位匹配曲线的特点作了分析和讨论。实验验证了532nm波长泵浦的光参量过程,在X-Z平面内的Ⅱ类相位匹配角度值与理论计算的结果一致。     

非临界相位匹配的人眼安全KTP光参量振荡器

报道了一台电光调Q,Nd∶YAG激光器泵浦的KTP脉冲光参量振荡器(OPO),获得了高单脉冲能量的人眼安全激光输出。KTP晶体按非临界相位匹配θ=90°和φ=0°进行切割,在Ⅱ类相位匹配(o→o+e)下,1.064μm的泵浦激光转换为人眼安全的1.57μm激光。KTP晶体的尺寸为10 mm×10 mm×20 mm,OPO谐振腔采用信号光单谐振的外腔结构,当二极管泵浦的Nd∶YAG激光器输出的1.064μm激光单脉冲能量为350 mJ,重复频率为10 Hz时,获得了单脉冲能量117 mJ的1.57μm激光输出,转换效率约为33.4%。     

临界相位匹配砷酸钛氧钾光参量振荡器研究

为得到3~5 μm的中红外输出,对非共线泵浦砷酸钛氧钾（KTA）的临界相位匹配（θ=41.4°,φ=0°）光参量振荡器（OPO）进行了理论分析及实验研究。当以电光调Q的Nd∶YAG激光器泵浦KTA-OPO时,对应输出为3.75 μm的中红外激光,重复频率为1~25 Hz,最高输出单脉冲闲频光能量≥4.5 mJ。     

内腔式KTP光学参量振荡器的实验研究

在脉冲氙灯抽运的Nd∶YAG被动调Q激光器腔内,插入非临界相位匹配KTP晶体,构成内腔式KTP光学参量振荡器,获得脉宽3 ns、单脉冲能量10 mJ、中心波长1.568μm的人眼安全激光输出。当光学参量振荡器的腔长分别为3 cm,6 cm和8 cm时,得到的信号光脉冲的时间宽度分别为6 ns,4 ns和3 ns。当氙灯电注入能量为26 J时,输出的信号光出现双脉冲。实验上比较了Nd∶YAG激光器不同的谐振腔结构和参量对信号光脉冲的影响,并从理论上加以解释。     

双波长输出KTP光学参量振荡器

随着人眼安全激光器在军事上的广泛应用,光电对抗需要一种能够同时输出一定能量1.5x μm激光和1.06 μm激光的OPO装置.对OPO装置的工作物质、系统结构和各项参数进行设计,并研制出1.57μm激光和1.06 μm双波长非临界相位匹配KTP光学参量振荡器(OPO).使用Nd:YAG激光器1.06 μm激光泵浦,获得12 mJ/Pulse的1.57μm激光和57 mJ/Pulse的1.06μm激光,重复频率为1 Hz,单谐振效率达到15%,光束发散角约为3 mrad.     

种籽光注入非谐振KTP光参量振荡器

采用Nd:YAG激光倍频后剩余的1.064μm基频光抽运非临界相位匹配KTP光参量振荡器(OPO),产生的1.57μm激光作为种籽光注入到Nd:YAG 532 nm倍频激光抽运的非谐振汉晶体走离补偿的KTP OPO谐振腔中,使得OPO阈值降低30％,能量转换效率提高5％。     

光学参量振荡器的相位匹配

基于非线性昌体的相位匹配理论，计算了比较典型晶体的调谐曲线，并且详细分析比较了各类光学参量振荡器的相位匹配过程，对周期性极化铌酸锂的准相位匹配理论进行了全面的论述。     

KTP单共振光学参量振荡器

本文报道Nd:YAG激光器的二次谐波泵浦的KTP光学参量振荡器的实验结果。实验获得了1.46～1.78μm的单共振参量振荡输出。最高输出能量达15mJ/脉冲,最高量子转换效率为14％。     

近非临界相位匹配温度调谐MgO：LiNbO3OPO

通过对MgO:LiNbO3参量过程温度相位匹配及走离角，允许参量等运转参数的理论计算与分析，确定了晶体的切割角度θ=82℃，以近非临界相位匹配（NCPM）取代NCPM，将温度调节范围控制在较低的温度上，研制了532nm泵浦的MgO:LiNbO3温度调谐脉冲光学参数振荡器（OPO），在800～1700nm波段实现连续调谐输出。参量泵浦功率密度阈值为57.3MW/cm^2，泵浦能量约2倍阈值处，单谐振（SRO）参量转换效率为11%以上。     

准相位匹配光参量振荡器理论研究与优化设计

研究了准相位匹配条件下光学参量振荡理论,对单谐振情况下参量增益同极化反转周期的关系进了讨论;从理论上详细地分析了准相位匹配参量振荡器中谐振腔长度、晶体长度、抽运光脉宽以及信号光输出透过率对建立振荡所需泵浦光能量阈值大小的影响,并通过实验验证了理论分析的适用性.     

Ar+激光器泵浦的连续波KTP光学参量振荡器研究

对Ar 激光器泵浦的连续波KTP光参量振荡器(cwKTP-OPO)进行了理论研究.讨论了KTP-OPO的相位匹配,计算了KTP的有效非线性系数、走离角及允许角,数值模拟了KTP-OPO的转换效率和振荡阈值.同时,分析了相位失配、晶体长度以及输出镜耦合率对转换效率和阈值的影响.本文对连续波KTP光参量振荡器的初步设计和优化有一定的参考价值.     

温度调谐准相位匹配光学参量振荡器

对准连续泵浦的准相位匹配(QPM)光参量振荡器(OPO)进行了实验研究。利用二极管(LD)泵浦的Nd：YAG激光器，泵浦周期为29μm的周期极化LiNbO3(PPLN)晶体，得到信号光(1500nm)的高输出功率(平均功率＞100mW)，并且通过调谐晶体温度(80—250℃)，获得了信号光输出波长的调谐范围为1．48一1．54μm。     

波长可调谐准相位匹配光学参量振荡器

利用掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体,对信号光单谐振的准相位匹配光学参量振荡器 的温度调谐特性和输出功率特性进行了理论与实验研究。以LD泵浦的声光调Q准连续Nd∶YAG激光器作为泵浦源,获得了1561～1672nm的可调谐输出,信号光在1064nm泵浦光平均功率为1. 728W时,最大信号光输出为297mW。     

1.57 μm内腔式KTP光学参量振荡器

为了获得1.57μm人眼安全激光输出,采用了一种声光调Q激光二极管（LD）端面抽运的Nd ∶GdVO4全固态激光器作为抽运源的人眼安全波长内腔式KTP光学参量振荡器,获得1.57μm人眼安全激光输出。在注入泵浦功率为6.33 W,重复频率为15 kHz时,1.57μm激光平均输出功率达到405 mW,此时由二极管注入泵浦光至OPO信号光输出功率的转换效率达6.4％;在重复频率为5 kHz时,其脉冲宽度约为2 ns,峰值功率达18.9 kW。在重复频率为15 kHz时,信号光脉冲宽度比消耗后的泵浦光脉冲宽度压缩了13.6倍,比泵浦光脉冲压缩了16倍。实验发现1.57μm的OPO信号光输出功率随脉冲重复频率的增加而有效地增加,此类光参量振荡器有效地压缩了激光脉冲。     

发展中的光参量振荡器技术

本文介绍了光参量振荡器的发展历史，详细的论述了各种光参量顺最新进展状况，并分析了其可能的发展趋势。     

514.5nm泵浦KTP晶体的连续光学参量振荡器的研究

对Ar 激光器产生的514.5nm的连续光泵浦KTP晶体的光学参量振荡器(CW-KTP-OPO)做了理论上的分析,分别讨论了KTP晶体在Ⅱ类相位匹配时x-z平面和x-y平面内的匹配情况,数值模拟了其角度调谐曲线,并且计算了两种匹配方式下的有效非线性系数及其阈值功率,证实了其实验的可行性,并最终确定了晶体的切割角为θ=-90°、φ=50.6°,可以有效输出1.029μm左右的的参量光。     

1.57μm内腔光学参量振荡器研究

对内腔光学参量振荡器的工作机理进行了简要分析 ,报道了一种高效、紧凑的 1.5 7μm人眼安全内腔光学参量振荡器的实验结果。它的泵浦源为水冷闪光灯泵浦KD P电光调Q (Ce ,Nd) :YAG激光器 ,采用KTPⅡ类非临界相位匹配 ,输出信号光脉冲能量最高达 87.7mJ ,脉宽约7ns ,重复频率为 10Hz ,总电光效率最高达 5 .8‰ ,器件外形尺寸为 4 10mm× 130mm× 80mm。