设计了一种结构紧凑、性能稳定、成本低的腔内和频单纵模593.5 nm黄光激光器。采用线性平凹腔结构,LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体产生1064 nm和1342 nm双波长激光束;通过KTP(KTiOPO4)Ⅱ类临界相位匹配在腔内和频产生593.5 nm连续黄光激光输出。利用由单个布氏片(BP)与和频晶体KTP构成的双折射滤波片进行选频,在泵浦功率为5.0 W时,593.5 nm和频光单纵模输出功率为30 mW,方均根噪声为0.8%,线宽为150 MHz。此时,检测到1064 nm和1342 nm基频光均为单纵模状态。实验结果表明,在和频激光器中,利用双折射滤波片技术使得基频光次振荡纵模损耗≥1.5%,即可以实现单纵模和频激光输出。
激光器 LD泵浦 KTiOPO4晶体 和频 黄光激光器 单纵模
1 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
2 江苏师范大学江苏省先进激光技术与新兴产业协同创新中心, 江苏 徐州 221116
设计出一种基于级联非线性频率变换的634,644,655 nm多波长激光器。该复合变频过程由磷酸钛氧钾(KTP)和砷酸钛氧钾(KTA)晶体共同完成。首先由沿x轴切割的KTP晶体的光参量振荡将波长为1064 nm的激光变频为1572 nm,然后基于(θ=90°,φ=20.9°)切割KTA晶体完成1064 nm与1572 nm的和频过程,获得波长为634 nm的激光输出,进一步利用前述沿x轴切割KTP晶体的拉曼变频,将634 nm激光变频为644 nm的一阶拉曼光及655 nm的二阶拉曼光,实现634,644,655 nm多波长激光同时输出。该复合变频多波长激光器的最大平均输出功率为1.7 W,相应的脉冲宽度为19.3 ns,重复频率为6 kHz。
激光器 级联非线性光学频率变换 多波长激光器 KTiOPO4晶体 KTiOAsO4晶体
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
以电光调Q的Nd:YAG激光器为泵浦源，以磷酸氧钛钾(KTP)为非线性晶体，搭建了调谐范围为750~800 nm的光参量振荡器。信号光在中心波长780.2 nm处获得单脉冲能量113 mJ、脉宽15.43 ns、光斑直径5.5 mm的输出。用光栅单色仪测量信号光光谱宽度(FWHM)为0.38 nm。信号光通过120 ℃的铷蒸气池，观察到清晰的荧光轨迹。证明信号光能有效泵浦铷蒸气，可为铷激光器提供峰值功率7 MW的高强度脉冲泵浦源，进而研究铷激光器在高强度泵浦条件下的动力学过程和基础物理机制。
光参量振荡器 磷酸氧钛钾晶体 碱金属蒸气激光器 高强度泵浦 optical parameter oscillator KTiOPO4 crystal alkali vapor lasers high-intensity pumping
用离子注入结合离子交换技术形成了 KTiOPO4 平面光波导，研究了离子注入对离子交换波导结构的影响.使用棱镜耦合法测量了波导特性，结果显示形成了表面折射率升高的多模波导，通过背散射技术研究了离子交换后的 Rb 离子分布.实验表明，注入离子导致样品晶格损伤，在 2.8 μm处对离子交换形成了阻挡层，阻止了交换向KTP晶体的更深处进行.
光波导 离子注入 离子交换 KTiOPO4 晶体 Optical waveguide Ion exchange Ion implantation KTiOPO4 crystal
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大学太赫兹中心, 天津 300072
2 美国俄克拉荷马州立大学 电子与计算机工程系,美国 74078
采用超快半导体光电导开关的宽带太赫兹(THz)时域频谱(TDS)系统,研究了同族的KTiOPO4(KTP)晶体与RbTiOPO4(RTP)晶体在0.5-2.0 THz波段的光学声子振荡特性。虽然这两种晶体具有相似的晶格结构特征,但它们的THz时域频谱却显示出很大的差别:一是RTP晶体对THz波的吸收比KTP晶体强得多;二是当晶体的z轴平行于THz波电场振动方向时,RTP晶体的光学声子共振吸收峰较KTP晶体的数量更多。利用多洛仑兹振子伪谐振介电模型对两种晶体的复介电常数进行拟合,得到了对应于晶格弱振动的各个光学声子的特征参数。结果表明,这些吸收峰都是晶体中沿z轴排列的K+(或Rb+)相对于PO4六面体和TiO6八面体晶格振动造成的光学外振动模。但是由于Rb的原子量大,对周边原子或基团的键力作用更强更复杂,因此形成的晶格振动模式也更加多样化。
物理光学 太赫兹时域频谱 多洛仑兹振子模型 光学声子振荡 KTiOPO4 晶体 RbTiOPO4晶体
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
2 俄克拉荷马州立大学 电子与计算机工程系,静水城 74078
采用超快半导体光电导开关的宽带太赫兹时域频谱系统，研究了 KTiOPO4 晶体在0.5～2.0THz波段的光学声子振荡特性；在晶体z轴平行于THz波电场振动方向时发现了明显的吸收峰.利用晶体中晶格振动模式（光学声子）对光谱的选择性吸收特性和多洛仑兹振子伪谐振介电模型，很好地拟合了KTP晶体的复介电常量曲线，得到了对应晶格弱振动的光学声子的频谱参量值.研究结果表明，位于ω1 /2π=1.76 THz的吸收峰是KTP晶体中沿z轴排列的K+相对于PO4和TiO6晶格振动造成的光学外振动模.同时也说明THz波对于晶格弱振动非常敏感，对于微弱的光学声子吸收峰的频谱分析更加精准.
太赫兹波 时域频谱 KTiOPO4 晶体 光电导开关 光学声子 Terahertz waves Time-domain spectroscopy KTiOPO4 crystal (KTP) Photoconductive switch Optical phonon
1 电子科技大学,光电信息学院,四川,成都,610054
2 西南技术物理研究所,四川,成都,610041
理论分析了被动调Q固体激光泵浦的光参量振荡器.利用激光二极管泵浦,Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光泵浦的内腔光学参量振荡器,磷酸氧钛钾(KTP)晶体作为非线性晶体,获得了高重复频率,高峰值功率的人眼安全激光输出,改变Cr4+:YAG被动调Q晶体的参数,可获得不同重频不同脉宽的调Q激光脉冲;当Cr4+:YAG晶体初始透过率为T0=80%时,获得了平均功率大于3.8 W,重频约80 kHz的1.572 μm波长信号光输出,脉宽30 ns,脉冲峰值功率达到1.58 kW.
光学参量振荡器 磷酸氧钛钾 被动调Q 人眼安全 Optical parametric oscillator (OPO) KTiOPO4 crystal Passive Q- switch Eye-safe
1 福州大学电子科学和应用物理系, 福州 350002
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
报道了用自准直法在0.5398μm、0.6328μm、1.0795μm和1.3414μm激光波长上测量了摩尔比为0.075的Nb:KTiOPO4晶体的主折射率及其温度系数,得到了该晶体的塞耳迈耶尔(Sellmeier)方程,用此结果计算了该晶体对1.0795μmNd:YAlO3激光倍频的ⅠⅠ类最佳相位匹配角,计算结果与实验结果相当符合。
Nb:KTiOPO4晶体 折射率 温度系数
1 华东师范大学物理系, 上海 200062
2 山东大学化学系, 济南 250100
通过实验测得KTiOPO4:Cr晶体的室温吸收谱、激发谱，室温和液氮温度下激光诱导荧光谱及各发射带的荧光寿命，进而计算得到了Cr离子的晶场参数、吸收截面、发射截面及量子效率。结果表明Cr离子受晶场的影响较弱，但具有较强的电子-声子耦合。室温下较大的无辐射跃迁几率导致了较低的量子效率。实验上没有观察到四配位Cr离子的光谱特征。最后，对上述结果结合Cr离子配位情况进行了讨论。
铬离子光谱 KTiOPO4晶体
本文报道了对KTiOPO4晶体平面波导的制导和研究的结果,利用m线方法测量了其有效折射率,并利用WKB近似计算了Z-和Z+面上的折射率nx、ny,nz的分布曲线和扩散系数;发现了离子交换过程中折射率变化的一个奇异点.
KTiOPO4晶体 平面光波导 有效折射率
