中红外激光准相位匹配GaAs晶体的制备工艺

极化方向周期排列的GaAs通过准相位匹配方式能够实现高功率CO2激光器倍频,利用晶片键合技术对GaAs极化方向反转堆叠的制备工艺和键合性能进行研究,采用氢离子轰击的方法去除GaAs表面氧化物,提高光学性能,超高真空中预键合减少界面微气孔密度,退火处理增加键合力,实现了双层GaAs的可靠键合,两层GaAs成为一块单晶结构的整体,利用键合技术获得了大通光孔径、低光学损耗的周期性结构GaAs晶体,为实现高功率CO2激光器倍频提供了途径。     

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。     

基于PPLN的中红外CW QPM-OPO技术发展综述

光学参量振荡器(OPO)是利用非线性晶体的混频特性实现频率变换器件,是获得可调谐相干光的有效途径之一.准相位匹配(QPM)OPO产生的红外波段光在红外军事对抗、大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值.而连续(CW)周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3-5μm中红外大功率连续激光源的最佳选择.本文阐述了QPM技术的原理和特点,综述了中红外CWOPO的发展状况,重点放在CWPPLN OPO技术的发展上,并指出了其发展趋势及应用前景.     

准相位匹配（QPM）技术研究新进展

准相位匹配是一种人为地制备周期结构以实现非线性频率转换技术,它拓宽了非线性晶体应用范围,提高了频率转换效率。本文详细介绍了准相位匹配主要技术优势,并描述周期极化畴反转技术,这一当前普遍用来制备准相位匹配非线性晶体的实验方法,同时总结了这一领域国内外研究的最新进展。     

可调谐中红外OPO激光器研究

研究了一种中红外可调谐OPO激光器,泵浦源为输出能量200 mJ能量的1.06μmNd∶YAG激光器,OPO采用XZ平面内二类匹配的KTP-OPO,实现了信频光1.5～2.0μm、闲频光2.3～3.6μm的波长调谐,光光转换效率10%以上。     

PPLN晶体实现2m激光输出的理论分析

为了实现2m激光输出,采用周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体用于光参变振荡(OPO)产生2m激光的方法,从PPLN晶体的Sellmeier方程出发,考虑三波相互作用需满足的动量守恒和能量守恒条件,进行了理论分析和数值计算,得到在120℃时,PPLN晶体的极化周期为31.35m的理论值;绘制出了输出波长与极化周期、输出波长与入射角的关系曲线;并从相位同步因子sinc2(Kl/2)出发,分别计算了允许角、允许周期、允许温度.结果表明,此方法不仅克服了利用双折射特性和色散特性方法带来的走离效应,而且还充分利用了晶体的最大有效非线性系数,从而理论上提高了转换效率.该理论分析为PPLN-准相位匹配-OPO输出2m激光的下一步实验奠定了基础.     

准相位匹配砷化镓晶体制备工艺及脉冲CO_2激光倍频研究

对准相位匹配砷化镓(GaAs)晶体扩散键合制备方法进行了研究。采用超高真空预键合-高温退火方法,在不同载荷压力条件下,完成了三组准相位匹配GaAs倍频晶体的制备。准相位匹配结构的极化周期长度为219μm,堆叠层数44层,直径18mm,有效通光孔径达到15mm,在通光面未镀膜条件下,最高的基频光与倍频光透射率在30%以上。以主脉冲宽度90ns,拖尾宽度2~6μs的横向激励大气压(TEA)-CO2激光器作为基频光光源,通过调谐基频光波长,在4.63~5.37μm波段内得到了效率大于4%的倍频输出。当基频光波长为10.68μm,主脉冲能量为409mJ,晶体接收基频光功率密度达到3.65MW/cm2时,得到了单脉冲能量26.9mJ,峰值功率298kW,倍频效率达到6.58%的倍频输出。     

基于PPLN的中红外CW QPM-0P0技术发展综述

光学参量振荡器(OPO)是利用非线性晶体的混频特性实现频率变换器件,是获得可调谐相干光的有效途径之一。准相位匹配(QPM)OPO产生的红外波段光在红外军事对抗、大气环境监测、医学、特殊环境远距离监控以及光谱学研究等诸多领域有重要的应用价值。而连续(CW)周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3—5μm中红外大功率连续激光源的最佳选择。本文阐述了QPM技术的原理和特点,综述了中红外CWOPO的发展状况,重点放在CWPPLNOPO技术的发展上,并指出了其发展趋势及应用前景。     

基于MgO:PPLN晶体的中红外光参量振荡器的数值计算与分析

本文计算分析了基于准相位匹配技术的光参量振荡器的输出波长,其中振荡器所用的非线性晶体是极化周期为26-31μm(每个极化周期之间间隔为0.5μm)的MgO:PPLN晶体,晶体温度控制在40-200°C范围内,振荡器的泵浦波长为1.064μm。计算出输出波长为1.355-1.735μm(信号光范围)和2.75-4.948μm(闲频光范围),并分析了在该振荡器中极化周期、晶体温度和输出波长之间的关系。     

低阈值宽调谐PPLN光参量振荡

用半导体激光 (LD)抽运的声光调QNd∶YVO4 激光器做抽运源 ,实现了准位相匹配的光参量输出 ,其调谐范围为 1 4 36～ 1 7μm。非线性光学介质是多周期极化的LiNbO3 (PPLN)。光参量振荡阈值 10 3μJ(脉宽 2 2ns) ,在抽运光达到阈值 3 3倍的条件下 ,信号光输出能量 4 2 5 μJ ,斜效率 12 5 %。     

基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究

提出了一种基于三硼酸锂（LBO）晶体的飞秒绿色泵浦光学参量振荡器（OPO）,其采用飞秒525 nm绿光光纤激光器作为泵浦源。OPO产生的信号光其可调谐的光谱范围由780～940 nm,光功率可达到250 mW以上;闲频光可调谐范围从1630～1190 nm,光功率可达到300 mW以上。利用本系统可在波数为1330 cm－1和6650 cm－1之间进行相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱测量。由于脉冲啁啾,光谱分辨率达到100 cm－1,与时间带宽限制脉冲激励源相比,分辨率达到后者的2.5倍。     

基于PPLN绿光模组的基模激光器的研究

PPLN晶体作为激光器中非线性系数较高的倍频晶体,与掺钕晶体构成腔内倍频的激光器,一般在中低功率密度的激光器中使用,其尺寸小,透光范围宽,对可见光产生的基频波和谐波的损耗小并且成本低,工艺成熟,易于批量生产。而基模激光器相对于多模激光器而言具有更好的光斑质量,更适用于一些高端的应用领域,例如医疗、军事等。本文介绍了基于PPLN晶体的绿光基模激光器的国内外研究进展,以及激光器的原理与构造,并通过实验研究,设计了一种由Nd:YVO₄和PPLN组成的绿光模组,只需要调节该模组即可呈现出基模,极大的简化了激光器的制造过程,并对实验进行了一些改进,获得了较好的实验结果。     

基于PPLN晶体的单频绿光激光器的研究

随着激光技术的不断发展,单频激光器以其良好的单色性、高效率、窄带宽等优点广泛运用于激光测距、激光医疗、激光光谱学等领域。实现激光器单频输出的方法有很多种,采用的是短程吸收法;将PPLN晶体与Nd:YVO₄晶体之间间距缩短至1 mm,并做成绿光模组的形式,实现单纵模输出。当温度为28.5℃,LD泵浦抽运功率为0.8 W时,获得60 mW的单频绿光输出,光光转换率达7.1%,其线宽为120 MHz,实现了单频绿光激光器的又一突破。     

基于周期极化晶体的Solc型滤波器透射谱的研究

利用外加电场极化法制作周期极化晶体时占空比一般存在着较大误差,因此本文分析了基于周期极化铌酸锂晶体（PPLN）的Solc型滤波器,在非理想占空比下（D≠1／2）的滤渡特性,用耦合波理论推导了D为任意值时的透过率公式。指出通过增加电压,非理想占空比下中心波长的透过率与理想占空比D≠1/2时的情况相同,仍然可以达到100％（忽略损耗）,同时两者的透射谱也相同。     

基于角度切割MgO:PPLN晶体的高平均功率、稳定的连续波单振荡光学参量振荡器

报道了一台稳定的、高平均功率连续波光学参量振荡器,该振荡器为单谐振环形腔结构,参量晶体为角度切割的掺氧化镁周期性极化铌酸锂(MgO:PPLN),由一台波长为1064 nm的Nd:YVO4固态激光器泵浦。在9.8 W的泵浦功率下,可得到波长3069.1 nm的闲频光功率2.15 W,其泵浦-闲频光转换效率达21.0%。得益于腔内寄生振荡的减弱以及热自稳效应,振荡器的输出功率在30分钟内的稳定性优于0.19%均方根偏差(rms)。     

CARS测温中OPO代替常用的染料激光器的特性研究

经理论分析和初步实验说明了在2200K以下温度时,采用OPO(Optical parameticoscil-lator)作为宽带单脉冲CARS测温技术中的斯托克斯光源是可行的。