温度调谐的周期极化掺氧化镁铌酸锂振荡器

对准相位匹配周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体的光学参量振荡器进行温度调谐实验研究,所用晶体的极化周期为30.5μm.以1.064μm的声光调QNd∶YAG激光器作为抽运源,将晶体温度控制在40～200℃,获得3.100～3.398μm的闲频光连续可调谐输出;当泵浦光功率为3.7 W时,获得输出功率约1 W的3.365μm闲频光输出,泵浦光-闲频光转换效率达27%.在谐振腔内还观察到其他激光输出,并对此进行理论分析.结果表明,它们分别是由信号光倍频、泵浦光与信号光和频,以及泵浦光与闲频光和频产生的.     

基于周期极化MgO∶LiNbO_3的4.0μm光学参量谐振腔的产生(英文)

推导出在掺杂摩尔分数为5%氧化镁的铌酸锂晶体中,非寻常光的温度依赖折射率公式.结果表明,室温条件下,当泵浦波长为1.064μm时,在周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体中,产生4.0μm波长所需要的光栅周期要比周期极化纯铌酸锂的小.当泵浦能量为220μJ时,光学参量谐振腔中信号光1.45μm处最大转换效率可达1.46%.实验证明,晶体的光栅周期和光学谐振腔的阈值泵浦能量分别与其相应的理论值基本吻合.     

W级中红外宽调谐光学参量振荡器的研究

报道了一个低阈值、宽调谐、中红外单谐振掺MgO的周期性极化LiNbO3(PPMgLN)晶体光学参量振荡器(OPO)。利用声光调Q的Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用外腔结构,在室温下实现了PPMgLN晶体的准相位匹配(QPM)OPO。OPO阈值仅为0.4 W(重复频率40 kHz,单脉冲能量10μJ,脉宽160 ns);在泵浦光为6.6W(重复频率40 kHz,脉冲能量165μJ,脉宽65 ns)、PPMgLN周期为30μm时,获得了1.13 W的3.61μm中红外脉冲激光输出,光-光转化效率达到17.1%,同时获得了880 mW的1.51μm信号光输出,并且通过改变晶体的周期,实现了闲频光3.13～4.19μm中红外宽带可调谐激光输出。重点讨论了闲频光的功率、调谐和脉冲特性以及功率稳定性问题。     

基于MgO:PPLN晶体光参量振荡的调谐及容差特性

通过分析准相位匹配光参量振荡器(QPM-OPO)实现参量的过程,分析了基于掺5mol%MgO:PPLN非线性晶体的准相位匹配光参量振荡器的调谐特性,并在泵浦光一定时给出了相应的调谐曲线.在慢变振幅近似情况下,从耦合波方程出发利用准相位匹配技术的位相匹配关系,推导出掺5mol%MgO:PPLN非线性晶体光参量振荡系统温度、极化反转畴周期和泵浦光波长匹配带宽的近似解析表达式,并在此基础上给出了相关的理论曲线.     

基于周期极化MgO:LiNbO3的4.0 μm光学参量谐振腔的产生

推导出在掺杂摩尔分数为5％氧化镁的铌酸锂晶体中，非寻常光的温度依赖折射率公式．结果表明，室温条件下，当泵浦波长为1．064μm时，在周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体中，产生4．0μm波长所需要的光栅周期要比周期极化纯铌酸锂的小，当泵浦能量为220μJ时，光学参量谐振腔中信号光1．45μm处最大转换效率可达1．46％．实验证明，晶体的光栅周期和光学谐振腔的闲值泵浦能量分别与其相应的理论值基本吻合．     

用于PPLN泵浦源的大能量百纳秒级脉冲固体激光器

为获得大能量、百纳秒脉宽的1 064 nm激光稳定输出，首先理论分析了激光的泵浦能量和谐振腔长度对输出脉宽的影响，然后对Nd∶YAG固体激光器进行设计，采用折叠谐振腔、振荡-放大结构和电光调Q技术相结合。实验结果表明：当重复频率为1 Hz、泵浦电压在1 200～1 400 V变化时，实现了脉宽范围为152.6～95.71 ns的稳定1 064 nm激光输出，最大单脉冲能量可达171 mJ;以激光器的输出激光作为基频光，设计了柱透镜组光束耦合系统，将基频光光斑整形为椭圆形状，实现了基频光的高效耦合和周期极化LiNbO₃(PPLN)光参量振荡器的稳定运行；采用耦合后的光束泵浦MgO∶PPLN晶体，获得了1.47μm近红外信号光的稳定输出。     

PPMgLN光参量振荡器温度和畴周期调谐研究

为了掌握周期性畴极化反转掺MgO铌酸锂(PPMgLN)光参量振荡器(OPO)的调谐特性，对掺摩尔分数5% MgO的铌酸锂晶体在不同温度下的Sellmeier方程进行系统研究.利用所得到的Sellmeier方程，通过数值计算得到了25 ℃下的畴周期调谐曲线以及不同畴周期下的温度调谐曲线.结果表明在波长为1.064 μm的泵浦光作用下，畴周期为27.8～32.6 μm时，可实现信号光波长在1.4～2.1 μm,闲散光波长在2.1～4.5 μm范围内的调谐.当畴周期从30.2 μm到30.8 μm每改变0.2 μm时，将温度从20 ℃升高到100 ℃可弥补畴周期调谐中输出波长的不连续，实现信号光波长从1.51 μm～1.58 μm的连续可调.把温度调谐和畴周期调谐结合起来，可实现在较宽波长范围内对输出信号光的连续调谐.     

光子晶体光纤在1.4μm处光谱展宽的实验研究

采用输出波长为1.4μm的光参量放大器(OPA)作为泵浦源,泵浦0.2 m长的光子晶体光纤,观察到光谱展宽现象.实验得到的光谱宽度达58.4 nm(1.370 8~1.429 2μm),比OPA输出的光谱宽度(30.4 nm)展宽28 nm.     

中红外LiNbO_3和KTP光参量振荡器的比较研究

为选择适合中红外光参量振荡器(OPO)的非线性晶体,研究了LiNbO_3和KTP光参量振荡器的特性,LiNbO_3OPO采用非共线泵浦、短波长信号波腔内完全谐振以及非谐振闲频波高耦合输出结构,可调谐范围为3.0～4.5μm,最高输出能量为12 mJ,能量转换效率为4.5％。由于KTP晶体在3.0～4.0 μm范围内吸收严重,非临界相位匹配的KTP OPO在3.3μm最高输出能量仅为2mJ,转换效率为1％。     

中红外LiNbO3和KTP光参量振荡器的比较研究

为选择适合中红外光参量振荡器(OPO)的非线性晶体，研究了LiNbO3和KIP光参量振荡器的特性。LiNbO3OPO采用非共线泵浦、短波长信号波腔内完全谐振以及非谐振闲频波高耦合输出结构，可调谐范围为3．0～4．5μm，最高输出能量为12mJ，能量转换效率为4．5％。由于KTP晶体在3．0～4．0μm范围内吸收严重，非临界相位匹配的KTP OPO在3．3μm最高输出能量仅为2mJ，转换效率为1％。     

软X射线波段透射光栅检测系统

目前,透射光栅被广泛地应用于软X射线波段光谱测量当中。但由于在软X射线波段几乎所有材料都有非常明显的吸收,因此利用传统方法很难在该波段对透射光栅进行检测。为了检测透射光栅在软X射线波段的光谱分辨本领,我们基于掠入射理论,采用凹面反射光栅单色仪配X射线CCD相机组成一套软X射线波段透射光栅检测装置。首先利用He空心阴极光源的30.38nm、53.70nm和58.43nm三条线谱对透射光栅检测系统进行波长标定。然后更换激光等离子体光源,测量并得到了金自支撑式透射光栅在6.67nm和9.10nm两个波长位置上一级衍射位置和一级衍射光谱线宽度,利用半宽度法计算并得出在以上两个波长位置时被测透射光栅一级谱所能分辨的最小波长差为2.38nm和2.05nm。实验结果表明该投射光栅检测系统完全可以应用于软X射线波段透射光栅检测工作当中。     

相位掩膜法制作光纤布拉格光栅的研究

光纤光栅是一种新型的光纤器件,在光纤通信和光纤传感等领域有重要的应用。本文介绍了光纤布拉格光栅的光学特性和光谱特性,介绍了相位掩膜法制作光纤光栅的相关实验。在激光脉冲能量300m J、激光脉冲重复频率8Hz、成栅时间160 s的实验条件下,获得了中心波长1083nm、带宽0.1nm、反射率99.96%的高质量光纤光栅。     

Design of Efficient Tunable Terahertz-Wave Parametric Oscillator

The terahertz(THz)region of the electromag-netic spectrum covers the frequency range from0·1THz to10·0THz(the wavelengthisinthe range30-3000μm),which is between the microwavesandinfrared regi mes.Recently,this range has beenextended to40-50THz.Sources in this region havefound many applications,such as THz spectroscopyfor studies of carrier dynamics andinter molecular dy-namicsin liquids[1].THz sources in this region havefound many applications,suchasin material sciences,solid state phys…     

脉冲半导体激光器的工作频率及寿命的研究

通过实验得出，脉冲半导体激光器最适宜的工作频率和占空比等，并通过激光器和结构、过冲和驰豫振荡过程，讨论了脉冲半导体激光器的工作频率与输出光功率，使用寿命的关系．     

双轴晶体超短脉冲参量放大

在双轴晶体超短脉冲参量放大中,利用解包含群速失配和高级GVD效应的耦合波方程得到信号和闲频脉冲的形状和强度.傅立叶方法是解这一方程的有效方法.解此方程能够获得输出脉冲强度、宽度和波长的关系.如果利用离散补偿可大大增加输出闲频脉冲的强度.     

光纤BRAGG光栅温度传感的机理分析

对光纤BRAGG光栅(FBG)温度传感在77K-150K和300K-500K之间进行了测试,得出温度与波长的相关关系,并讨论了常温与低温情况下的温度与波长关系不一致的原因.77K-150K情况下,温度与波长的非线性关系主要是由电偶极子所致有效折射率变化造成的;而300K-500K情况下,温度与波长近乎线性的关系主要是由此温度范围内有效折射率恒定和石英光纤光栅的线膨胀系数所至.得到的理论公式与实验结果符合.     

Experimental investigation of nonlinear process based on cSHG/DFG in PPLN waveguide

Effects of second harmonic generation (SHG) and cascaded second harmonic generation/difference frequency generation(cSHG/DFG) based on the quasi-phase-matching (QPM) condition in periodically poled lithium niobate (PPLN) waveguide were investigated experimentally. SHG conversion efficiency of-13.6 dB and QPM bandwidth of 0.45 nm were achieved using a 16.1 dBm power of fundamental wave at 1550.4 nm. Using pulsed all-fiber passive mode locked laser and tunable continuous wave laser,cSHG/DFG effect utilized for optical sampling was observed. Conversion efficiencies were calculated, and 11.88 nm-wide QPM bandwidth was achieved through changing the wavelength of input signal. Conversion efficiency of cSHG/DFG effect increased linearly with the total injected power.     

Nd:YAG激光器多波长输出技术与应用研究

介绍了Nd：YAG激光器多波长输出及应用技术,分析了Nd：YAG激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学系统参数,利用氪灯泵浦,实现1064nm、1319am波长激光输出分别达到110W、46W,KTP倍频输出532nm、660nm波长激光分别达到22W、2W．     

光学超晶格中涡旋光的产生与调控

携带轨道角动量的光束,又称为涡旋光,因其新奇的相位分布和物理特性,在光学微操控、超分辨成像、高容量光通信和量子信息技术等领域有重要的应用.涡旋光应用于不同场景需要不同的频率,使用基于准相位匹配原理的光学超晶格作为非线性转换晶体,是获得新频率光源的重要手段.涡旋光与介质的非线性相互作用,不仅要考虑常规的能量守恒和线性动量守恒,还需要关注轨道角动量的守恒问题.本文综述了光学超晶格中涡旋光产生和调控方面的研究进展.通过倍频、和频、三倍频和参量下转换等非线性频率转换过程,可以高效的将涡旋光的工作波长拓展到蓝紫直至中红外波段;通过光学超晶格倒格矢的精密设计,可以灵活调控涡旋光非线性频率转换过程中的轨道角动量转移等.基于非线性全息思想设计非线性光子晶体,可以在频率转换的同时调控光场的波前、相位和振幅等物理参量,从而实现涡旋光束的非线性产生;伴随着超晶格制备技术的突破,调控的维度也从二维拓展至三维.光学超晶格中涡旋光产生和调控的研究,可以加深对轨道角动量这一重要物理守恒量的理解,以及推动相关应用研究的进展.