外腔泵浦反斯托克斯激光器的耦合波理论

王聪; 吕冬翔

doi:doi:10.3788/CJL202047.0301001

中国激光, 2020, 47 (3): 0301001, 网络出版: 2020-03-12

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Coupled Wave Theory of Extra-Cavity Pumped Anti-Stokes Lasers

王聪 ^1,*吕冬翔 ²

作者单位

¹ 天津理工大学理学院, 天津 300384

² 中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津 300384

图 & 表

图 1. G₀=8,W_0i=20时,η_j随R₂₁的变化曲线

Fig. 1. Dependences of η_j on R₂₁ with G₀=8, W_0i=20

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图 2. 单程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a) R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 2. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the single-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

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图 3. 双程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a)R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 3. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the double-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

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图 4. 单程泵浦时,不同G₀下,W_-1out随W_0i 的变化曲线

Fig. 4. W_-1out versus W_0i for the single-pass pumping under different G₀

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图 5. 双程泵浦下, G₀取不同值时η_-1随ΔK₀的变化曲线

Fig. 5. η_-1 versus ΔK₀ for the double-pass pumping under different G₀

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图 6. 理论计算的各阶拉曼分量的转化效率随泵浦脉冲能量的变化

Fig. 6. Theoretical conversion efficiency of all Raman components versus the pumping pulse energy

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表 1数值计算所用参数

Table1. Parameters of the numerical calculations

Parameter	Value
Raman shift frequency ω_ν /cm^-1	1000
Dissipative loss inside the resonator L	2×10^-2
Spontaneous Raman loss rate S^[6]	4×10^-6
Refractive index n	1.8
Reflectivity of the output mirror at the anti-Stokes light R_2a	0.01
Reflectivity of the back-cavity mirror at the anti-Stokes light R_1a	0.99
Transmission of the back-cavity mirror at the pump light T₁₀	0.99
Reflectivity of the output mirror at the pump light R₂₀	0.01 or 0.99
Reflectivity of the back-cavity mirror at the first Stokes light R₁₁	0.99
Reflectivity of the cavity mirrors at the second and third Stokes lights R₁₂、R₂₂、R₁₃、R₂₃	1×10^-4

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表 2参考文献[ 15]中的实验参数

Table2. Experimental parameters in Ref. [15]

Parameter	Value	Parameter	Value
g₀ /(cm·GW^-1)	8.5	R_1a	0.044
w_0i /ns	10	R₁₀	0.050
l_c /mm	95	R₂₀	0.045
A_-1 /mm²	4.52	R₁₁	0.95
A_0i /mm²	4.91	R₂₁	0.90
n	1.8	R₁₂	0.98
ω_ν /cm^-1	925	R₂₂	0.26
λ₀ /nm	1064	R₁₃	0.52
R_2a	0.074	R₂₃	0.23

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王聪, 吕冬翔. 外腔泵浦反斯托克斯激光器的耦合波理论[J]. 中国激光, 2020, 47(3): 0301001. Wang Cong, Lü Dongxiang. Coupled Wave Theory of Extra-Cavity Pumped Anti-Stokes Lasers[J]. Chinese Journal of Lasers, 2020, 47(3): 0301001.

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图 1. G₀=8,W_0i=20时,η_j随R₂₁的变化曲线

Fig. 1. Dependences of η_j on R₂₁ with G₀=8, W_0i=20

图 2. 单程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a) R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 2. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the single-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

图 3. 双程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a)R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 3. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the double-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

图 4. 单程泵浦时,不同G₀下,W_-1out随W_0i 的变化曲线

Fig. 4. W_-1out versus W_0i for the single-pass pumping under different G₀

图 5. 双程泵浦下, G₀取不同值时η_-1随ΔK₀的变化曲线

Fig. 5. η_-1 versus ΔK₀ for the double-pass pumping under different G₀

图 6. 理论计算的各阶拉曼分量的转化效率随泵浦脉冲能量的变化

Fig. 6. Theoretical conversion efficiency of all Raman components versus the pumping pulse energy

表 1数值计算所用参数

Table1. Parameters of the numerical calculations

表 2参考文献[ 15]中的实验参数

Table2. Experimental parameters in Ref. [15]

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图 1. G0=8,W0i=20时,ηj随R21的变化曲线

Fig. 1. Dependences of ηj on R21 with G0=8, W0i=20

图 2. 单程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R21opt和η-1max随G0的变化曲线。(a) R21opt随G0的变化曲线;(b)η-1max随G0的变化曲线

Fig. 2. R21opt and η-1max versus G0 for the single-pass pumping under different W0i. (a) R21opt versus G0; (b) η-1max versus G0

图 3. 双程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R21opt和η-1max随G0的变化曲线。(a)R21opt随G0的变化曲线;(b)η-1max随G0的变化曲线

Fig. 3. R21opt and η-1max versus G0 for the double-pass pumping under different W0i. (a) R21opt versus G0; (b) η-1max versus G0

图 4. 单程泵浦时,不同G0下,W-1out随W0i 的变化曲线

Fig. 4. W-1out versus W0i for the single-pass pumping under different G0

图 5. 双程泵浦下, G0取不同值时η-1随ΔK0的变化曲线

Fig. 5. η-1 versus ΔK0 for the double-pass pumping under different G0

图 6. 理论计算的各阶拉曼分量的转化效率随泵浦脉冲能量的变化

Fig. 6. Theoretical conversion efficiency of all Raman components versus the pumping pulse energy

表 1数值计算所用参数

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表 2参考文献[ 15]中的实验参数

Table2. Experimental parameters in Ref. [15]

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Fig. 1. Dependences of η_j on R₂₁ with G₀=8, W_0i=20

图 2. 单程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a) R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 2. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the single-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

图 3. 双程泵浦时,不同归一化泵浦脉冲宽度下,R_21opt和η_-1max随G₀的变化曲线。(a)R_21opt随G₀的变化曲线;(b)η_-1max随G₀的变化曲线

Fig. 3. R_21opt and η_-1max versus G₀ for the double-pass pumping under different W_0i. (a) R_21opt versus G₀; (b) η_-1max versus G₀

图 4. 单程泵浦时,不同G₀下,W_-1out随W_0i 的变化曲线

Fig. 4. W_-1out versus W_0i for the single-pass pumping under different G₀

图 5. 双程泵浦下, G₀取不同值时η_-1随ΔK₀的变化曲线

Fig. 5. η_-1 versus ΔK₀ for the double-pass pumping under different G₀