紧凑型连续波半导体激光倍频的488nm蓝光激光器

利用波导型准相位匹配周期极化反转铌酸锂(PPLN)晶体直接倍频波长为976nm的连续半导体激光二极管,在 接近室温的晶体工作温度(28℃)下,获得了488nm的连续蓝光输出,最大输出大于20mW。所用的晶体尺寸为8mm× 1．4mm×1mm,波导截面为4．5μm×3．5μm,极化周期为5．2μm。研究了波导型PPLN晶体的倍频效率与温度的关系。     

锁模光纤激光的倍频及波长调谐实验研究

利用周期性极化铌酸锂（Periodically Poled Lithium Niobate, PPLN）晶体实现了对掺镱锁模光纤激光器输出单横模激光的倍频,产生了532nm波长附近的倍频脉冲光。基于准相位匹配（Quasi Phase Matching, QPM）技术,通过改变基频光到PPLN晶体的入射角,使不同中心波长的基频光达到准相位匹配条件,实现倍频光波长的调谐。对带宽60 nm的锁模激光倍频得到带宽1.5 nm、中心波长532nm的脉冲激光输出。以掺Yb锁模光纤激光作为基频光,调节PPLN晶体角度,获得了中心波长连续变化的倍频激光,入射角度调节范围0°~25°,对应的倍频光波长调谐范围531.8nm~535.6nm。波长变化趋势与理论分析一致。     

准连续双包层光纤激光在周期性极化铌酸锂晶体中倍频产生59mW绿光

将周期性极化晶体和双包层光纤激光相结合获得绿光激光输出,是实现高光束质量、全固化、小型化、高效率绿光激光器的一个非常有前途的方向.采用周期性极化铌酸锂晶体(PPLN)光栅周期6.5 μm,长20 mm,宽5mm,厚0.5 mm,对种子光注入式掺Yb双包层光纤激光器的准连续输出进行了倍频.研究了倍频光功率和转换效率随抽运光功率的变化关系,保持PPLN的控制温度为193.1℃,在抽运功率为650 mW时,得到6.7%的最高谐波转换效率,在抽运功率为970 mW时,得到了59 mW的最高绿光功率输出.     

基于PPLN倍频-电光耦合级联的光调谐技术

研究了周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体内倍频和电光耦合的级联过程,发现引入另外一束光波,可以改变晶体内原有的三个光波的能量耦合过程。模拟结果显示,通过改变外加光波光强,可以实现对三个光波的强度和二次谐波偏振态的调制。研究结果对于同时实现倍频和信号调谐非常有益。     

铁电晶体铌酸钾锂的倍频性能研究

用cw-Ti:sapphire激光对不同组成的熔体中生长得到的铌酸钾锂晶体进行了倍频性能研究。实验结果表明,只有当晶体中Li离子含量达到一定值时,铌酸钾锂晶体才具有非线性光学效应;晶体中Li离子含量越高,倍频性能越好,Li2O浓度为26mol％的熔体中生长得到的铌酸钾锂晶体的倍频实验的结果表明,该晶体能对820－960nm的近红外cw-Ti:sapphire激光倍频实现蓝绿光输出,具有较好的倍频性能。     

基于准相位匹配的掺铒飞秒光纤激光器倍频特性研究

研究了不同厚度周期极化铌酸锂晶体(PPLN)对掺铒飞秒光纤激光器倍频特性的影响。基于非线性偏振旋转锁模原理和啁啾脉冲放大技术,在1560 nm波段实现了重复频率为100 MHz,输出功率为423 m W,脉冲宽度为80 fs的掺铒飞秒光纤激光输出。以此为基频光源,对0.5,1,10 mm三种不同厚度PPLN倍频晶体进行倍频特性研究,实现了波长在780 nm的飞秒激光输出。其中采用0.5 mm晶体时获得了功率为100.4 m W、脉冲宽度为104 fs的倍频光输出,倍频转换效率为23.7%;采用1 mm晶体时获得了功率为165.0 m W、脉冲宽度为161 fs的倍频输出,倍频转换效率为39%;采用10 mm晶体时获得了功率为185.5 m W,脉冲宽度为305 fs的倍频光输出,倍频转换效率达43.7%。并解释了倍频转换效率和倍频光脉冲宽度随PPLN晶体厚度的变化规律。实验数据为基于锁模光纤激光器产生780 nm波段飞秒光脉冲的研究提供了有益的参考。     

基于周期性极化钽酸锂晶体的连续激光倍频技术研究

针对连续激光倍频的需求,对比分析了周期性极化钽酸锂晶体和铌酸锂晶体的非线性光学特性,从技术研究角度确定了周期性极化钽酸锂晶体更适合用于连续激光倍频。依据非线性转换效率和晶体结构安装尺寸,确定了基频激光压缩及倍频激光准直的参数,从保证工程应用的角度选择了81μm极化周期的钽酸锂晶体,设计并实现了双光路倍频,获得了超过5W的540nm连续倍频激光输出。     

铌酸锂晶体倍频光偏振态的理论分析

经过铌酸锂晶体倍频后的输出光,其各向异性因离散角较小,在较短的晶体中两个偏振光并不完全分离,所以仍然存在偏振态问题.从晶体的主轴坐标系出发,得到了任意通光方向的铌酸锂晶体(LN)的二阶非线性电极化系数矩阵和倍频光偏振态的表达式.对1 064 nm基频o光产生的倍频光偏振态进行了仿真计算,结果表明:在庞加莱球上,波矢与光...     

铌酸锂晶体电子结构和光学性质计算

使用基于从头计算平面波赝势法的CASTEP量化软件计算了铌酸锂(LiNbO3)晶体的电子能带结构和线性光学系数,采用耦合微扰方法(CPHF)计算了铌酸锂晶体的非线性光学系数.折射率和倍频系数的计算结果与实验结果基本符合,计算表明铌酸锂晶体中Nb原子的4d轨道电子态和O原子的2p轨道电子态发生了明显杂化.通过分析铌酸锂晶体的价带顶和导带底电子态密度的组成特点可知这些轨道电子态的杂化是其非线性光学效应的主要来源,同时计算还表明铌酸锂晶体中Li-O键具有明显的共价键性.     

一种基于铌酸锂晶体的高效紧凑腔内倍频绿光激光器

基于周期极化铌酸锂(PPLN)晶体提出并设计了一种高效紧凑腔内倍频绿光激光器。该激光系统采用808 nm激光二极管(LD)端面直接抽运Nd∶YVO4晶体,进而利用极化周期为7μm的PPLN晶体倍频产生532 nm绿光。通过在Nd∶YVO4和PPLN晶体端面镀膜构成激光腔镜,无需采用任何光学透镜、反射镜等分立光学元件,大大降低了系统体积和成本。实验结果显示,当激光器谐振腔腔长为12 mm,抽运功率为4.1 W时,绿光输出功率可达1.343 W,相应的光-光转换效率达32.8%。当LD抽运功率稳定在3.33 W时,2 h内的绿光输出功率波动小于5%。     

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。     

Temperature optimization for broad-band quasi-phase-matched difference frequency generation

The temperature-tuning prosperities of quasi-phase-matched (QPM) difference frequency generation (DFG) in a uniform periodically poled LiNbO/sub 3/ (PPLN) device are studied theoretically in the near degeneracy limit. Combining the theoretical and numerical analysis results, the paper shows that through the tuning of temperature, the conversion efficiency and bandwidth can be changed considerably. This paper proposes a PPLN device consisting of several segments of different temperature to obtain a more desirable performance for the QPM-DFG. The optimizations for temperature are studied in detail by the use of a cascading technique, and they show that broadening of the conversion bandwidth will reduce the conversion efficiency. A better performance of uniform PPLN can be obtained owing to the reconfigurable and adjustable abilities of multisection temperature tuning.     

准相位匹配LiNbO3波导全光波长变换的理论研究

对周期性极化LiNbO3(PPLN)光波导实现准相位匹配全光波长变换进行了理论研究,得出了提高准相位匹配和全频光波长变换效率的有效途径,为准相位匹配全光波长变换器的研制提供了理论指导。     

中红外高能量输出复合腔抽运光参量振荡器

报道了采用复合腔技术研究Nd:YAG激光抽运LiNbO₃晶体光参量振荡器(OPO)的实验研究结果。得到OPO输出单脉冲平均能量56.4mJ,闲频光(3097nm)脉冲平均能量22.8mJ,脉宽8ns,抽运光转换成参量光输出效率46%(重频1Hz～10Hz)。测得角度调谐的波长范围是:信频光1479nm～1621nm,闲频光3097nm～3793nm。     

低阈值宽调谐的内腔调QNd∶YVO_4/PPLN光学参量产生

将多周期极化铌酸锂(PPLN)晶体置于激光二极管(LD)端面抽运的声光调QNd∶YVO4激光器谐振腔内,实现了准相位匹配内腔光学参量直接产生(QPM-IOPG)。PPLN晶体长20 mm,利用外加电场极化法制作,极化沿晶体的z向进行。设定声光Q开关重复频率为19 kHz,通过温度调谐和周期调谐,获得了信号光在1384~1541 nm范围内的连续输出,脉冲宽度约为80 ns。在PPLN晶体温度为140℃,极化周期为29μm时,内腔光参量产生的阈值仅为0.93 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了140 mW的信号光输出;在极化周期为26.5μm时,内腔光参量产生的阈值增大到1.36 W,在3 W激光二极管抽运功率下,获得了105 mW的信号光输出。分析了不同极化周期下阈值和转换效率存在差异的原因,对内腔光学参量产生的阈值进行了理论分析和计算。     

基于准相匹配线性电光效应的激光偏振态操控

基于周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体的准相位匹配线性电光效应,利用邦加球理论,晶体在不同占空比和温度下,探索了输出激光偏振态随外加电场的演变规律。研究结果发现,激光偏振的演变对外加电场E0、晶体占空比D和温度T0非常敏感; 若T0=273K, D=0.25、0.5和0.75,随着E0的增加,输出偏振态成周期性演变; 当D为0.75,且T0为263K、293K和313K时,输出偏振态的演变表现为无规则性。合理选择一定的外加电场、占空比和温度,可以实现任意偏振光。这些结果有助于PPLN偏振控制器的优化设计。     

Nd∶MgO∶LiNbO_3晶体的折射率测量和室温自倍频激光器

本文首次报道Nd:MgO:LiNbO_3晶体的折射率、位相匹配角及其室温自倍频激光器的测量结果。在26℃时,用小型氙灯泵浦,获得了每个脉冲400μJ的纯绿光输出,阈值小于4.8J,器件工作温度范围为25℃到45℃,没有观察到光折变现象。     

锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性

利用离子注入技术和氧气氛围高温退火制备了不同掺锌剂量的铌酸锂样品,并研究了锌离子浓度以及退火状态对铌酸锂晶体紫外和红外波段特性的影响。紫外波段,锌离子的注入使铌酸锂晶体的吸收边红移,退火后吸收边均与纯铌酸锂晶体的相同,锌离子的注入降低了铌酸锂晶体的透射率;红外波段,纯铌酸锂晶体分别在3486 cm-1、2851 cm-1和2917 cm-1处出现主次吸收峰,掺锌样品的主吸收峰位置与纯铌酸锂晶体相比发生微小的红移,X切向铌酸锂样品有明显的次吸收峰,而退火前Z切向铌酸锂样品的次吸收峰不明显,退火后吸收峰变锐利。锌离子的注入以及退火状态对铌酸锂晶体的透射率有影响,分别增强和减弱X切向和Z切向铌酸锂晶体的透射率。