周期极化近化学计量掺镁铌酸锂晶体倍频研究

采用气相输运平衡技术,对不同掺镁浓度的铌酸锂进行了近化学计量处理,并检验了其抗光折变性能。实验结果表明,掺摩尔分数为2%的镁的近化学计量铌酸锂晶体,光折变阈值比同成分晶体提高了4个量级。通过施加4.5kV/mm的脉冲电场,在上述1.0mm厚z切晶体上制备出了周期为6.8μm的均匀畴结构。采用声光调Q Nd:YAG激光器作抽运光源,基频光波波长为1.064μm,平均输入功率为230mW,在室温条件下,得到波长为0.532μm,输出功率为2.8mW的倍频绿光输出,倍频转换效率为1.22%。。     

光纤耦合周期极化铌酸锂薄膜波导器件的研究

对硅基周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜脊形波导进行了理论分析,并使用有限元软件模拟了25℃下泵浦波长为1560 nm的PPLN脊形波导的准相位匹配(QPM)周期与波导脊高和脊宽的关系。仿真结果表明,在相同脊宽(10μm)或脊高(10μm)下,PPLN脊形波导的QPM周期随着脊高或脊宽的增加而增大,最后趋于常数(即块状PPLN的QPM周期)。进一步模拟了在脊高和脊宽维持不变的情况下,PPLN脊形波导的QPM周期与温度之间的关系。结果表明,随着温度的增加,PPLN脊形波导的QPM周期逐渐减小,并且温度每升高1℃,QPM周期减小约3 nm。根据仿真结果制作了硅基片上集成PPLN脊形波导器件,将其封装成小体积的光纤入光纤出的波导,并测试了性能。当温度为24.8℃、1560 nm基频光输入功率为1.2 W时,最大输出653 m W的倍频光,光光转换效率达54.4%,归一化转换效率为20.2%·W^-1·cm^-2。     

周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡研究

为了实现高转化率3m红外激光光参量振荡输出,采用外加脉冲电场法在厚度为1mm、掺摩尔分数为0.05的镁铌酸锂晶体上成功制备了周期为31.2m的极化光栅,理论计算并模拟了1064nm激光抽运周期极化铌酸锂晶体时,闲频光波长随温度的对应关系,并进行了实验验证。利用1064nm声光调Q Nd:YAG激光器作为抽运源对样品进行了光学参量振荡实验,其中,脉冲激光脉宽为200ns,重复频率是20kHz。在控制温度为80℃、输入抽运光功率为5.567W时,光参量振荡输出波长3m的闲频光功率为1.141W,光光转换效率达到20.1%。结果表明,通过此方法制备的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡,具有较高的光光转换效率。     

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。     

连续调谐输出的多周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡器

对基于多周期极化铌酸锂晶体(PPLN)的信号光单谐振准相位匹配光学参量振荡器(QPM—OPO)，进行了温度调谐的理论和实验研究。以激光二极管(LD)端面抽运的声光调Q Nd：YVO4全固态激光器为抽运源，获得了1369．7～1678．8nm无重叠波段连续可调谐输出。给出了1064nm Nd：YVO4激光器抽运下，由PPLN的极化周期和温度直接计算输出信号光波长的公式，以及由信号光波长和极化周期计算相应的晶体温度的公式。这样就可直接计算实现无重叠波段连续可调谐输出时不同极化周期所对应的温度调谐范围，而不必联立能量守恒和动量守恒公式，逐点进行尝试。另外，周期极化晶体的极化周期不可避免地较理想值有一定的偏移，且具有不均匀性，给出了利用实验获得的温度调谐曲线，对极化周期进行修正计算的方法。     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．     

周期极化掺镁铌酸锂晶体光参变产生研究

为了获得1.5μm波段可调谐红外光输出,采用短脉冲电场极化法,在1mm厚的掺镁(摩尔分数为0.05)铌酸锂晶体上成功制备了周期为29μm的极化光栅。利用声光调QNd:YVO4固体激光器直接抽运PPMgLN晶体,开展了OPG光学转换研究工作。在输入3W的抽运光时,得到信号光输出功率为44mW,转换效率1.5%。并通过调谐晶体温度(45℃~160℃),获得了调谐范围1.4538μm~1.4750μm的信号光输出。实现了可调谐红外光的输出,验证了晶体周期结构的均匀性。     

近化学计量比掺镁铌酸锂晶体周期极化特性研究

采用汽相输运平衡技术制备出了高质量近化学计量比掺镁铌酸锂晶体 ,系统研究了晶体中的 [Li]/ [Nb]比含量对其畴极化电场的影响 .实验结果表明 :随着晶体中 [Li]/ [Nb]比的提高 ,畴极化反转电场呈明显下降趋势 ,使用近化学计量比掺镁铌酸锂晶体 ,我们在 3.5± 0 .1kV/mm大小的外加极化电场条件下 ,成功地实现了 1.0mm厚度的周期极化畴反转 .我们用铌酸锂晶体的缺陷模型对实验结果给出了合理的解释 .     

周期极化掺镁铌酸锂晶体的光学参量振荡

采用短脉冲极化电场法,在1 mm厚的掺摩尔分数0.05镁的铌酸锂晶体上成功制备了周期为30μm的极化光栅。以输出波长为1.064μm的声光调QNd∶YAG固体激光器作为基频抽运源对其进行了光学参量振荡实验,光参量振荡阈值功率为45 mW(重复频率为1 kHz),在输入功率为490 mW,控温炉温度为160℃时,获得了94 mW的波长为1544 nm的信号光输出,转换效率达到19.2%。并且通过调谐晶体温度(20~180℃),获得了调谐范围为1503~1550 nm的信号光稳定输出。实现了可调谐红外光的稳定输出,验证了晶体周期结构的均匀性。     

1064nm泵浦掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)光学参量产生器的研究

本文利用二极管泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm准连续激光为泵浦源,利用掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)为工作物质,实现了温度调谐准相位匹配参量光的输出。输出参量光功率稳定,调谐范围宽。当晶体温度从40℃到180℃变化时,输出信号光的波长调谐范围为1.567-1.673μm,相应的空闲光的调谐范围为2.923-3.315μm。当输入1064nm平均功率为1.017W时,输出信号光功率为185mW,相应的空闲光功率为106mW,总功率为291mW。     

PPLN倍频效率与温度关系分析

本文研究了准位相匹配周期性极化铌酸锂（PPLN）晶体的体器件倍频特性与晶体温度的关系,从准相位匹配位相失配关系出发,推导了PPLN光栅周期和倍频效率的表达式,并考虑到铌酸锂晶体的热膨胀因素,给出了温度调谐带宽精确表达式,理论分析与已有实验结果进行了比较,符合得较好。     

Ti∶Mg∶LiNbO_3晶体70%转换效率的二次谐波发生

本文报道用提拉法生长的掺钛掺镁铌酸锂晶体(Ti∶Mg∶LiNbO_2)用于Q开关Nd:YAG激光器1.06μm辐射的腔外倍频,在单通情况下得到了高达70％的转换效率;而在双通情况下,转换效率为81％。     

周期性极化准位相匹配铌酸锂波导中二次谐波的产生

报道了基波波长为 130 0nm的准位相匹配铌酸锂质子交换波导倍频器的实验研制 ,在钛扩散周期性畴反转铌酸锂波导中观测到转换效率为 2 2 %的二次谐波的产生     

晶体球中非相位匹配二次谐波产生测量铌酸锂非线性系数

本文利用晶体球中非相位匹配二次谐波产生测量晶体二阶非线性系数的理论分析和实验结果。用 35皮秒脉冲光源泵浦的非相位匹配二次谐波转换效率可达 12 % ,测得的LiNbO3 晶体非线性系数d3 1=- 6 .48± 0 6 pmV-1,d2 2 =2 .2 6± 0 .3pmV-1。     

切伦科夫倍频用质子交换MgO∶LiNbO_3波导性能研究

本文研究了用质子交换(PE)法生长的MgO∶LiNbO_3波导的性能,分析了切伦科夫倍频条件并实现了由1.06μm到0.53μm的切伦科夫倍频转换(CSHG),转换效率接近1％。     

半导体微晶掺杂玻璃的电致二阶非线性光学效应

报道了若干半导体微晶掺杂玻璃的电致二阶非线性光学效应的一些实验结果，并对其形成机理进行了讨论     

电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响

报道了电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响的研究结果。通过实验发现，石英玻璃经较高温度下的电场极化作用所产生的二次谐波发生与极化温度、极化电压具有相关性，并表现出一定的规律性：在一定的极化电压下，二次谐波强度在某一适中的温度下达到极值；在一定的极化温度下，二次谐波强度随极化电压的增大而逐渐增强，并渐趋饱和。根据玻璃的电致二阶非线性极化的“偶极子取向”模型，解释了实验结果。     

5ps紫外超短光脉冲产生技术

描述了采用国内新型高效的二倍频晶体ＫＴＰ和四倍频晶体ＬＡＰ建立起来的一套稳定可靠的１．０６μｍ脉冲激光四倍频系统，通过计算机模拟确定了运行参数的最佳值，从而使谐波器件的转换效率提高，另外还分析了失配角Δθ，光功率密度等因素对倍频效率的影响。该系统产生的超短紫外光脉冲对Ｘ光条纹相机的动态参数及带时标的条纹相机的研究具有重要意义。实验测得最短的紫外光脉冲宽度为５ｐｓ