大口径KDP晶体加工相位扰动与三次谐波转换

根据神光Ⅱ三次谐波转换中的各种现象,分析了晶体中高频周期相位调制的影响。目前国内大口径KDP晶体在中高频段存在强烈周期性相位调制,相位调制周期约20mm,调制幅度约35nm,导致三次谐波近、远场产生明显的强度调制,实验测得三倍频的近场周期条纹对比度在0.1～0.3之间,周期约12mm,理论分析该周期相位调制导致光束下游元件产生自聚焦风险明显增大,并且会引起三倍频远场畸变分裂,可聚焦能力下降。中高频段的周期调制可能来自于晶体加工过程中真空吸附,需要进一步实验判断并在加工中消除周期性的相位扰动。     

基于周期极化晶体的QPM-SHG技术发展及其应用

随着新型高质量的非线性晶体的出现,准相位匹配技术成为非线性频率变换的最有效的方法。从周期极化晶体准相位匹配二次谐波发生器（QPM-SHG）的基本原理出发,简要介绍了实现周期极化晶体的方法和技术,总结了准相位匹配技术在光子学微结构晶体材料和波导材料中的最新研究进展和发展趋势,展望了用微结构波导QPM-SHG实现飞秒光纤光源的发展应用前景。     

微型低噪音蓝光激光源

日本横河电气公司和松下电子工业公司联合研制了一种小型低噪声蓝光激光源。该器件将红外半导体激光器和二次谐波产生元件综合 ,是下一代光盘器件发展和鉴定用的理想光源 ,还可用于需要稳定光源的光探测仪器。横河已将其商品化。发光元件综合 852 nm分布式布拉格反射体半导体激光器和光波导二次谐波产生元件 (见图 )。半导体激光器有三个电极。改变谐振腔长度和调制分布式布拉格反射体的光学周期可精确控制发射波长 ,其波长转换的效率比传统装置高 50 %。用掺氧化镁的铌酸锂基底制作二次谐波产生元件 ,呈周期极化反转结构。这一结构在波导中…     

空间二次谐波产生对光子晶格结构的影响

利用傅里叶变换法在自散焦LiNbO3:Fe晶体中写入光子晶格的过程中发现,阵列光束与写入晶格相互作用产生的空间二次谐波对写入晶格的结构具有一定的影响。表现为光子晶格中空间频率的倍频现象,干涉条纹的分裂现象和布拉格带隙的展宽现象。通过对一维光子晶格中空间二次谐波的数值模拟和理论计算,证明了空间二次谐波的产生是晶格结构发生改变的主要原因。实验表明,通过控制空间二次谐波的产生情况可以有效地改变写入光子晶格的内部结构。     

在LiNbO_3波导中两对向传输的激光产生的非线性效应

在非线性介质波导中相对传输光导波非线性相互作用,将产生垂直于波导表面出射的二次谐波。本文用格林函数方法,在均匀波导模型近似下,考虑了边界条件后求解了非齐次波动方程,得到了二次谐波场强的表达式,以及倍频场强和入射场强之间的关系,并且通过近似,利用推迟解得到了倍频     

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。     

微型低噪音蓝光激光源

日本横河电气公司和松下电子工业公司联合研制了一种小型低噪声蓝光激光源。该器件将红外半导体激光器和二次谐波产生元件综合,是下一代光盘器件发展和鉴定用的理想光源,还可用于需要稳定光源的光探测仪器。横河已将其商品化。 发光元件综合852 nm分布式布拉格反射体半导体激光器和光波导二次谐波产生元件(见图)。半导体激光器有三个电极。改变谐振腔长度和调制分布式布拉格反射体的光学周期可精确控制发射波长,其波长转换的效率比传统装置高50%。用掺氧化镁的铌酸锂基底制作二次谐波产生元件,呈周期极化反转结构。这一结构在波导中产生较低光损耗,并使极化反转层形成更深入。 35mm6SS将红外分布布拉格反射体激光器与光波导二次谐波产生元件粘在一起,产生具有高波长转换效率的蓝光发射源最初在元件之间放置透镜进行光学连接。但直接粘连制成的器件机械稳定性好,且更紧凑,体积约为1 cm3。得到的单模激光光源输出为425～429 nm,光功率15 mW,线宽小于2 MHz,相对噪声为-140 dB/Hz,仅为GaN基蓝光半导体激光器或其他二次谐波产生蓝光激光器的1/10。运行中波长起伏可控制在01 nm以内。 这种光源可用于蓝光激光器光盘器件所需盘片介质和透镜的高精度测试,并将加速光盘器件的发展。估计在其发展完成后可用作光盘激光头的光源。因其波长短,线宽极窄,还可用作干涉仪等光学测量仪器的光源。     

利用棱镜耦合器的双通内二次谐波发生

本文报导有关双通内二次谐波产生的实验研究,并利用新的棱镜技术从腔内耦合总的二次谐波。利用熔凝石英棱镜的色散,可以从腔内耦合出在LiIO_3晶体两个方向所产生的二次谐波。研究表明,空气色散和镀有基模和谐波反射层的反射镜的相位偏移,可以在倍频晶体内以相位略微不匹配的条件进     

Cr:LiSAF激光器的双波长、双脉冲四次谐波的获得

利用一块BBO晶体高效倍频产生的两束具有特定时间间隔和波长差的Cr:LiSAF二次谐波激光束,经合束,获得了双波长、双脉冲的Cr:LiSAF四次谐波激光束。     

非线性光学集锦

一、谐波发生和光混频倍频或:二次谐波发生(SHG)是第一种重要的非线性光学现象,而且仍然是产生较高频率相干辐射的最重要方法。对于两个电磁波在电介质中互作用的一般模型,倍频可以看到两个入射波具有相同波形的特殊情况。为了解非线性光学效应的物理过程,就得研究电场对电介质的影响。在下面的讨论中,仅限于单轴晶体如KDP和ADP,也限定晶体介质与光轴Z方向有关。图1所规定的直角座标示出(?)平面包含Z晶轴。     

三阶非线性效应对高强度三次谐波转换的影响

研究在高功率条件下I／Ⅱ类角度失谐倍频方案中，KDP晶体的三阶非线性效应对三次谐波转换效率和光束质量的影响。研究结果表明，三阶非线性效应不仅使三次谐波转换效率明显下降，而且还会降低三倍频光的光束质量。     

Cr∶LiSAF激光器的双波长、双脉冲四次谐波的获得

利用一块BBO晶体高效倍频产生的两束具有特定时间间隔和波长差的Cr∶LiSAF二次谐波激光束 ,经合束 ,获得了双波长、双脉冲的Cr∶LiSAF四次谐波激光束     

利用原子蒸汽调谐

自从非线性光学的初期以来，光学谐波发生和光学混频的研究有两个主要目的:一是关于物质对强光场的非线性电响应的研究，二是应用此效应产生新频率的光。二次谐波发生是研究得最广泛的现象，而用非线性晶体对可见光激光进行倍频已成为产生紫外光的标准方法。二次谐波发生起因于二次电非线性，只有在无中心介质中才有可能；对称性禁止中心对称介质中的二次非线性。因此，由于其中心对称性，蒸汽不显示二次光学非线性。随后的蒸汽的研究证实了三次谐波发生，这是三次光学非线性的一个例子。早期的实验包括测量稀有气体原子蒸汽中的“超极化率”。由于蒸汽密度低得多，而且由于非线性的非谐振性质,其非线性比晶体弱。稀有气体原子的最低的受激态，比三次谐波发生实验中涉及的光子能量高很多。     

腔内二次谐波发生器

日本东京芝浦电气公司发表了一种腔内二次谐波发生器。在光谐振腔内置放一个二次谐波发生器件,对由激光振荡器发射出的射束的倍频有影响。在这种情况下,要求作为二次谐波发生器件用的非线性光学晶体应符合以下条件: 1.此晶体要能够从基波到谐波之间进行极为有效的变换。 2.此晶体的光损耗一定要小,尤其要具有良好的光均匀性,即基波和谐波之间的相     

光学谐波产生材料

现有激光器的频率范围可借助频率转换技术加以大大扩展。在这些技术中,二次谐波产生,也称为倍频,要比诸如和频、差频和参量振荡受到更大的重视。利用二次谐波产生技术使得进一步扩展频率范围成为可能。当和这些频率转换过程联合使用时,二次谐波产生为从单一固定的激光频率产生许多输出频率提供了一种多用手段。本文评述了二次谐波产生的原理和型式。频率转换原理频率转换器是建筑在一些对入射的高功率光辐射具有非线性响应的晶体的基础上的。二     

高效全固化钛宝石腔内倍频蓝光和四倍频紫外激光器的研究

用半导体抽运的Q开关YLF倍频激光器抽运钛宝石晶体，在平凹腔内加入组合的石英双折射滤光片压缩线宽，用LBO晶体腔内激发二次谐波，聚焦到BBO上产生四次谐波深紫外光。在抽运功率3．8w时，输出610mW．416nm蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波．得到64mW，208nm的紫外激光。基频光的谱线宽度是决定倍频效率的关键因素。实验观察到激光器的频谱宽度与双折射滤光片的带宽有一个数量级的差别，考虑到模式竞争和增益饱和效应，数值模拟了加入双折射滤光片后的钛宝石激光器的实际线宽，结果与实验中测量的数据基本一致。实验还分析了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波激发效率的影响。     

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。     

2800～4100埃连续可调紫外激光器

报导了Nd:YAG脉冲激光器基波(1.06微米)与它的四次谐波泵浦的参量放大器输出(0.42～0.7微米连续可调)在KDP晶体中进行和频,产生0.3～0.41微米连续可调的紫外激光.以及Nd:YAG脉冲激光器的二次谐波(0.53微米)泵浦的若丹明6G染料激光在ADP晶体中倍频,产生0.28～0.3微米连续可调的紫外激光的实验结果.     

周期极化钽酸锂倍频窄谱线全光纤连续激光放大器特性

通过准相位匹配技术,采用1μm波段高功率窄谱线连续光纤激光放大器抽运高二次谐波转换效率周期性极化晶体,是实现高光束质量、小型化、高功率连续绿光激光器的一个非常有前途的方向。实验自主研发了高效率主振荡功率放大(MOPA)全光纤保偏放大模块,获得中心波长为1064.25nm,线宽为0.035nm的30 W连续线偏振激光,并以此作为基频光抽运国产周期极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行了外腔单通倍频实验。保持PPSLT晶体的控制温度为145.6℃,在抽运光功率为21.5W时得到了2.1W的绿光输出。实验分析了温度、基频光功率密度和Boyd-Kleinman聚焦因子对倍频光转换效率的影响。实验过程中没有出现饱和现象,进一步提高抽运功率有望获得更高功率的绿光。     

光子晶体中二阶非线性过程产生三次谐波的研究

运用非线性耦合波理论,分析了在非线性光子晶体中,通过二阶过程产生三次谐波的准相位匹配条件。数值模拟结果表明,在入射光中引入倍频光信号,能够极大地改变三次谐波的转换效率。当入射光中倍频光与基频光强度比以及两者复振幅的初相角满足一定的条件时,可在宽的入射光强范围内获得很高的三次谐波转换效率。