对宽调谐周期极化掺镁铌酸锂光参变振荡器(OPO)进行了实验研究，OPO的抽运源采用的是激光二极管端面抽运的声光调Q NdYVO4激光器，其谐振腔由两个凹面镜构成了简单的线性腔，凹面镜的衬底材料选用氟化钙。通过改变周期极化掺镁铌酸锂晶体的温度(30~80 ℃)和极化周期(29.0~31.5 μm)，OPO实现了信号光波长在1450~1700 nm和闲频光波长在2849.0~3989.4 nm范围内的宽调谐输出。对OPO输出的光谱进行了测量，信号光光谱的半峰全宽均小于0.58 nm，闲频光光谱的半峰全宽小于4 nm。实验结果表明，实测的信号光与闲频光的波长调谐曲线与理论模拟结果非常吻合。
光谱学 红外光谱 光参变振荡器 信号波长 闲频波长 调谐曲线 中国激光
2011, 38(10): 1015003
1 天津大学激光与光电子研究所, 天津大学精仪学院, 天津 300072
2 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
3 南开大学物理科学学院, 天津 300071
在所有激光二极管(LD)侧面抽运的固体激光器的输出功率曲线中都存在一个平缓区域。通过对径向和切向热透镜焦距的理论计算, 发现平缓区域出现在径向稳区边缘, 在平缓区之后输出功率将继续升高, 并在切向稳区边缘达到最大值, 此时M2理论值最小。得出平缓区是由径向、切向稳区的共同作用导致的, 并且在切向稳区边缘可以实现高亮度激光器的结论。基于以上理论分析, 设计了一个具有简单平-平腔结构、LD侧面抽运的Nd:YAG高亮度激光器。实验中采用短腔型, 并使其工作在稳功率点, 当腔长为200 mm, 入射的抽运光功率为220 W时, 获得了输出功率为50 W, M2理论值为2的高亮度1064 nm连续激光输出。
激光器 LD侧面抽运 热透镜 径向稳区 切向稳区
对周期极化非线性晶体的光参量振荡器实现连续调谐输出的条件进行了理论模拟和分析， 并且针对基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器进行了实验研究， 在掺镁铌酸锂晶体内制作了6个等间隔的晶畴区， 其间距为0.5 μm， 极化周期范围为29.0～31.5 μm。 在室温下采用LD端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器作泵浦源， 实现了PPMgLN光参量振荡器的信号光在1 449.7～1 665.0 nm、 闲频光在3 989.2～2 946.0 nm范围内的调谐输出， 其最低激射阈值为108.0 mW、 最高激射阈值为149.2 mW。 当泵浦功率为649 mW时， 获得了信号光最高为118.5 mW的输出， 其光-光转换效率为18.26%； 闲频光最高输出为46.6 mW， 其光-光转换效率为7.18%。 以上参数均接近实用化水平。 而且， 这两个波段的光源分别在整个光纤通信的S+C+L波段和大气层透射窗口范围， 具有十分重要的应用前景。
周期极化掺镁铌酸锂 光参量振荡器 光谱特性 光纤通信 红外窗口 PPMgLN OPO Spectral characteristics Fiber communications IR-window 光谱学与光谱分析
2009, 29(8): 2096
采用周期极化掺镁铌酸锂晶体作为光学参量振荡器, 在声光(A-O)调Q的1064 nm抽运光作用下, 获得了信号光和闲频光的调谐输出。实验中, 在极化周期为29.0～31.5 μm,温度范围为30～180 ℃内, 得到了信号光在1450.2～1839 nm范围内的准连续调谐输出, 其范围覆盖了光纤通信的S+C+L+U波段, 相应的闲频光调谐范围为2909～3990 nm。当注入抽运功率为830 mW时, 获得的信号光最大输出功率为139.7 mW, 光-光转换效率为16.8%, 最低激射阈值为88 mW。该可调谐光源基本达到了光纤通信系统的功率实用化水平。
非线性光学 光纤通信光源 光参变振荡器 周期极化掺镁铌酸锂 信号光
实验研究了基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器(OPO),分析了光学参量振荡器的输出光谱特性。实验中,采用激光二极管(LD)端面抽运的声光调Q Nd:YVO4激光器作为光参量振荡器的抽运源,谐振腔采用双凹腔结构。在调Q开关重复频率为10 kHz,周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的温度为25.4 ℃的条件下,实验测得光学参量振荡器的振荡阈值为110 mW。当输入的抽运光的平均功率为325 mW时,获得了平均功率为84 mW的信号光输出,其光-光转换效率为25.8%。通过改变周期极化掺镁铌酸锂晶体的温度(25.4～120 ℃)和极化周期(28.5～30.5 μm),实现了信号光在1449.6～1635 nm范围内的可调谐输出。在室温25.4 ℃时,观测到了抽运光与信号光的和频光的光谱。实验结果表明,光参量振荡器输出光谱的半峰全宽(FWHM)小于0.5 nm。
非线性光学 周期极化掺镁铌酸锂 光参量振荡器 光谱特性
微片激光器由于其结构简单紧凑、相干长度长、易实现高亮度的单纵模单频输出，因此成为固体激光器研究领域的热点之一。简要介绍了微片激光器的技术特点及应用，重点介绍了国内外各种微片激光器的最新研究成果及其应用，分析了影响微片激光器发展的因素，并对微片激光器今后的发展趋势进行了展望。
激光技术 微片激光器 激光晶体 单纵模 谐振腔 laser techniques microchip lasers laser crystal single-longitudinal-mode resonator
1 南开大学物理科学院，天津 300071
2 中国民航学院理学院，天津 300300
运用传播圆－变换圆的理论对LD端泵固体激光器常用的三种谐振腔(平平谐振腔、左凹右平谐振腔、左平右凹谐振腔)和左凸右平谐振腔的腔型结构及相关结构参数对激光器输出功率与模式特性的影响做出了系统的分析。得出腔长较短的谐振腔激光输出功率较大而且可有稳定的TM00输出，以及左凹右平谐振腔和左凸右平谐振腔具有光学镇定器的作用。用平平谐振腔固体激光器所做的实验结果与用传播圆－变换圆的分析结论相符。对今后如何获取激光器优化输出特性有一定的意义。
激光技术 谐振腔 传播圆－变换圆 光学镇定器 laser techniques resonator transmit and transform circle optical ballast
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Q Nd∶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。
激光技术 光参变产生 周期极化掺镁铌酸锂晶体 准相位匹配 laser technique optical parametric generation(OPG) periodically poled MgO∶LiNbO3 crystal( quasi-phase match
南开大学,物理学院弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071
研究了准相位匹配条件下光学参量振荡理论,对单谐振情况下参量增益同极化反转周期的关系进了讨论;从理论上详细地分析了准相位匹配参量振荡器中谐振腔长度、晶体长度、抽运光脉宽以及信号光输出透过率对建立振荡所需泵浦光能量阈值大小的影响,并通过实验验证了理论分析的适用性.
准相位匹配 参量振荡器 能量阈值
南开大学,物理科学学院,教育部弱光非线性光子学材料先进技术及制备实验室,天津,300071
从傅里叶展开三波耦合波方程出发,对准相位匹配光学参量振荡进行了初步的理论分析,同时对准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂微结构光学参量振荡进行了实验研究.通过改变微结构周期,实现了信号光从1.45～1.72 μm的输出,最小阈值为30μJ.在温度30℃,抽运功率为300 mW,最大信号光输出功率为56 mW,斜率效率达18.7%.由于掺镁铌酸锂微结构抗光损伤性能显著提高,无需在高温下进行运转,使得掺镁铌酸锂微结构光学参量振荡器在常温条件下实现连续运转成为可能.与同成份铌酸锂微结构参量振荡器相比,结构更加紧凑,易于实现小型化.
准相位匹配 周期极化掺镁铌酸锂微结构 光学参量振荡
