作者单位
摘要
中国计量大学 光电材料与器件研究院, 浙江 杭州 310018
随着软玻璃光纤的发展和光纤激光器的进步,越来越多的研究人员采用以软玻璃光纤代替石英光纤的方式,得到高功率中红外超连续谱光源。通过广泛阅读国内外关于氟化物玻璃光纤、硫系玻璃光纤和碲酸盐玻璃光纤等软玻璃光纤产生超连续谱的相关文献,本文综述了近年来利用这三类光纤产生中红外超连续谱光源的研究进展。目前氟化物玻璃光纤在实验中的应用最为广泛,且研发进度较快,获得的中红外超连续谱覆盖范围在2~5 μm,最大输出功率可达30 W;硫系玻璃光纤产生的中红外超连续谱光源带宽可达10 μm以上,但输出功率较低;碲酸盐玻璃光纤由于材料中羟基难以去除,在中红外超连续谱的实验中进展较为缓慢;而氟碲酸盐光纤在近几年发展迅速,可能成为未来中红外超连续谱研究的理想介质。
超连续谱 中红外 软玻璃光纤 非线性光纤 supercontinuum spectrum mid-infrared soft glass fiber nonlinear optical fiber 
发光学报
2024, 45(1): 111
Ziheng Ji 1,2Wentao Yu 2,3Dashan Dong 2,4Hong Yang 2,4,5[ ... ]Kebin Shi 2,4,5,*
Author Affiliations
Abstract
1 Harbin Institute of Technology (Shenzhen), School of Science, Ministry of Industry and Information Technology Key Lab of Micro-Nano Optoelectronic Information System, Shenzhen, China
2 Peking University, School of Physics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-Optoelectronics, Beijing, China
3 Nanjing University of Science and Technology, Institute of Interdisciplinary Physical Sciences, School of Science, Nanjing, China
4 Shanxi University, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Taiyuan, China
5 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong, China
Chiral sum-frequency generation (SFG) has proven to be a versatile spectroscopic and imaging tool for probing chirality. However, due to polarization restriction, the conventional chiral SFG microscopes have mostly adopted noncollinear beam configurations, which only partially cover the aperture of microscope and strongly spoil the spatial resolution. In this study, we report the first experimental demonstration of collinear chiral SFG microscopy, which fundamentally supports diffraction-limited resolution. This advancement is attributed to the collinear focus of a radially polarized vectorial beam and a linearly polarized (LP) beam. The tightly focused vectorial beam has a very strong longitudinal component, which interacts with the LP beam and produces the chiral SFG. The collinear configuration can utilize the full aperture and thus push the spatial resolution close to the diffraction limit. This technique can potentially boost the understanding of chiral systems.
chiral sum-frequency generation radially polarized beam nonlinear optical microscopy 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026006
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
基于铯原子6S1/2-6P3/2-6D5/2(852 nm+917 nm)阶梯型能级结构,以波长为852 nm圆偏振光作为泵浦光,将原子由基态6S1/2布居到中间激发态6P3/2,并将原子介质极化。波长为917 nm线偏振光作为信号光通过极化的原子介质后,其偏振面发生了旋转,从而实现了工作波长为917 nm非线性光学滤波器。实验上详细测量、分析了泵浦光功率、原子气室温度,以及泵浦光与信号光同、反向实验构型对该非线性光学滤波器性能的影响,在优化的实验参数下,该滤波器的峰值透射率可达20%,等效噪声带宽<60 MHz。超窄带宽的光学滤波器在原子钟、自由空间光通信、激光遥感系统等领域具有潜在的应用价值。
滤光器 非线性光学效应 激发态 遥感 
中国激光
2024, 51(5): 0508001
作者单位
摘要
1 中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心,新疆 乌鲁木齐 830011
2 中国科学院半导体研究所中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京 100083
利用非线性光学晶体实现激光频率转换是拓展激光波长的有效手段之一,非线性光学晶体也成为全固态激光系统中的核心器件。硼酸盐由于其丰富的结构多样性和优异的光学性能,已成为开发可用于紫外激光输出的非线性光学晶体的重要体系。K3B6O10Br晶体具有短的紫外截止边(182 nm)、较大的非线性光学系数(d22为0.83 pm/V)、适中的双折射率(0.046@1064 nm),在激光二倍频、三倍频激光输出领域具有潜在应用。本文简要介绍了K3B6O10Br晶体生长及基本性能,对晶体倍频与和频实现可见/紫外激光及光参量啁啾脉冲放大方面的研究进展进行了总结,并对K3B6O10Br晶体未来发展及应用前景进行了简要分析。
非线性光学晶体 紫外激光 K3B6O10Br 激光频率转换 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316002
潘世烈 *†张方方 1†
作者单位
摘要
中国科学院新疆理化技术研究所晶体材料研究中心新疆功能晶体材料重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830011
深紫外非线性光学晶体通过非线性光学效应改变激光频率,输出波长短于200 nm的深紫外激光,是全固态深紫外激光源的核心材料,在深紫外激光光刻、半导体芯片缺陷检测、高端科研装备等领域有重要的应用价值。近年来,新型深紫外非线性光学晶体材料的研究取得了系列进展,涌现出若干具有应用前景的候选材料。本文着重介绍基于实验测得的折射率,相位匹配波长达到深紫外区的晶体材料,综述其在材料设计、晶体制备、基本性能和结构-性能关系等方面的研究进展,探讨了实用化深紫外非线性光学晶体材料的发展趋势。
深紫外非线性光学晶体 材料设计 晶体制备 结构-性能关系 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116003
徐明霞 1†于浩海 *†路大治 孙洵 **[ ... ]张怀金 
作者单位
摘要
山东大学晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100
以磷酸二氢钾(KDP)/磷酸二氘钾(DKDP)、三硼酸锂(LBO)、硼酸氧钙钇(YCOB)和硅酸镓镧族铌酸镓镧(LGN)为代表的非线性光学晶体已经在紫外到中红外的系列激光技术中获得了重要应用,长期受到国内外同行的广泛关注,其品质的提升和口径的扩大成为了当前国际竞争的焦点。着眼于强激光的重要需求,综述了KDP/DKDP、LBO、YCOB和LGN等重要非线性光学晶体的研究现状,介绍了其在大尺寸单晶生长及非线性光学性能等方面的研究进展,分析其在强激光非线性光学领域的应用前景。最后讨论了强激光用非线性光学晶体可能的发展方向和重点。
非线性光学 非线性光学晶体 晶体生长 频率转换 光参量啁啾脉冲放大 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116004
Author Affiliations
Abstract
1 Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices, School of Physics and Electronics, Central South University, Changsha 410083, China
2 Key Laboratory of Hunan Province for Statistical Learning and Intelligent Computation, School of Mathematics and Statistics, Hunan University of Technology and Business, Changsha 410205, China
Two-dimensional (2D) nonlinear optical mediums with high and tunable light modulation capability can significantly stimulate the development of ultrathin, compact, and integrated optoelectronics devices and photonic elements. 2D carbides and nitrides of transition metals (MXenes) are a new class of 2D materials with excellent intrinsic and strong light-matter interaction characteristics. However, the current understanding of their photo-physical properties and strategies for improving optical performance is insufficient. To address this issue, we rationally designed and in situ synthesized a 2D Nb2C/MoS2 heterostructure that outperforms pristine Nb2C in both linear and nonlinear optical performance. Excellent agreement between experimental and theoretical results demonstrated that the Nb2C/MoS2 inherited the preponderance of Nb2C and MoS2 in absorption at different wavelengths, resulting in the broadband enhanced optical absorption characteristics. In addition to linear optical modulation, we also achieved stronger near infrared nonlinear optical modulation, with a nonlinear absorption coefficient of Nb2C/MoS2 being more than two times that of the pristine Nb2C. These results were supported by the band alinement model which was determined by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) experiment and first-principal theory calculation. The presented facile synthesis approach and robust light modulation strategy pave the way for broadband optoelectronic devices and optical modulators.
MXenes optical properties modulation in situ growth carriers transfer nonlinear optical absorption 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(10): 220162
作者单位
摘要
1 中材人工晶体研究院有限公司,北京100018
2 北京中材人工晶体研究院有限公司,北京100018
CsLiB6O10(简称CLBO)是一种性能优良的紫外非线性光学晶体,特别适用于四倍频(266 nm)和五倍频(210 nm)的紫外大功率激光。本文采用顶部籽晶法成功生长出尺寸为120 mm×112 mm×62 mm的CLBO晶体,晶体外观完整,无开裂、散射等宏观缺陷。由该晶体切出五倍频CLBO晶体元件,对其进行了紫外可见近红外透过率、光学均匀性、弱吸收性能表征,结果显示,210~1 800 nm的平均透过率超过90%,光学均匀性为3.8×10-5,1 064 nm弱吸收为90×10-6 cm-1,表明该晶体紫外区透过率良好,光学均匀性高,弱吸收低,为后续相关激光应用研究奠定了基础。
非线性光学晶体 顶部籽晶法 透过率 光学均匀性 弱吸收 CsLiB6O10 CsLiB6O10 nonlinear optical crystal top seeded solution growth method transmittance optical uniformity weak absorption 
人工晶体学报
2023, 52(12): 2146
作者单位
摘要
1 1.福建工程学院 电子电气与物理学院, 福州 350108
2 2.中国科学院 福建物质结构研究所, 光电材料化学与物理重点实验室, 福州 350002
作为实现全固态激光器频率转换功能的关键材料, 紫外非线性光学晶体发挥着不可替代的作用。设计兼具大的非线性光学系数、合适的双折射和宽带隙的紫外非线性光学晶体仍然是该领域亟待攻克的一个难题。由于具有宽的带隙, 硫酸盐已成为紫外非线性光学晶体领域的一个重要研究方向。SO4四面体基团具有接近非极性的Td对称性, 使其极化率各向异性和二阶极化率较小, 因而对晶体的非线性系数和双折射贡献很小。通常引入畸变程度高的阳离子多面体可以增加晶体的非线性效应和双折射。本工作将易于形成畸变多面体的Hg2+离子引入到硫酸盐体系中, 采用高温熔体法合成出新型非线性光学晶体材料Rb3Hg2(SO4)3Cl。该晶体属于单斜晶系, 空间群为P21, 晶胞参数为a=0.78653(2) nm, b=0.97901(2) nm, c=1.00104(3) nm, β=110.95(3), Z=2。其晶体结构由[SO4]四面体、[HgO5]和[HgO4Cl]多面体以角共享的方式连接形成空间网状结构, 而Rb+填充在孔洞中。Rb3Hg2(SO4)3Cl晶体的粉末倍频效应为1.5倍KDP, 且能够在可见光区实现相位匹配。紫外漫反射光谱测试表明, 紫外截止边为251 nm, 对应光学带隙为4.94 eV。利用偏光显微镜确定该晶体在546.1 nm处的双折射为0.04。此外, 第一性原理计算表明, 晶体的非线性系数主要来源于扭曲的[HgO5]、[HgO4Cl]和[SO4]多面体。上述结果表明, Rb3Hg2(SO4)3Cl是具有潜在应用前景的紫外非线性光学晶体材料。
紫外 汞基硫酸盐 非线性光学晶体 晶体结构 ultraviolet Hg-based sulfate nonlinear optical crystal crystal structure 
无机材料学报
2023, 38(7): 778
白琦琪 1李凯 2,3王晓凤 1于宇 2,3[ ... ]夏元钦 2,3,***
作者单位
摘要
1 河北工业大学理学院,天津 300401
2 河北工业大学先进激光技术研究中心,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
量子阻抗Lorentz振子(QILO)是基于Bohr-Sommerfeld理论和量子力学选择定则对Lorentz振子量子化所新近建立的模型。根据该模型,分别对Li2SnTeO6、CsClO3和Na2Nb4O11 三种光学晶体二次谐波特性进行了分析与数值模拟,尝试提出了一种估算晶体二阶非线性光学系数的方法。首先,根据晶体线性吸收光谱的峰值频率和半峰全宽,利用QILO模型计算了晶体的原子跃迁前后的有效量子数,然后根据QILO的二阶非线性效应参数的计算公式推算了晶体二阶电极化率,由此得到上述三种晶体在波长532 nm的倍频系数分别为0.17 pm/V、0.69 pm/V和1.17 pm/V,且与第一性原理的数值吻合较好。结果表明,基于QILO模型的二阶电极化率,有助于分析和提高材料的和频、差频以及倍频的效率,且方法简单、计算耗时少、运算效率高。
非线性光学 Lorentz振子 量子阻抗 非线性光学晶体 二阶电极化率 倍频系数 
激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2119001

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