中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
高功率激光装置中将熔石英透镜置于四倍频晶体之前可有效降低熔石英元件的损伤概率,而实现会聚光束高效倍频是该方案急需解决的瓶颈问题。本文基于非临界相位匹配DKDP晶体系统研究了会聚光束F数对其四倍频效率的影响。研究发现系统F≤30时四倍频效率下降显著,会聚光束四倍频最佳匹配温度随F数和入射激光强度增加而增大;另外,系统F≤20时的四倍频的温度及波长接收带宽显著增加。在此基础上,本文提出了光束分割、温度梯度分布及晶体氘含量梯度分布的方法提升会聚光束四倍频效率,使会聚光束四倍频效率可达80%以上。该研究有助于解决熔石英透镜前置方案的局限性。
1 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
惯性约束聚变频率转换系统中，大口径薄型KDP晶体的面形质量是影响频率转换效率能否达到设计要求的关键因素之一。针对45°放置状态下口径为400 mm×400 mm的三倍频KDP晶体，采用ANSYS有限元分析软件，建立了不同夹持方式和具有不同加工误差的KDP晶体模型和夹具模型，分析了加工误差对不同夹持方式下KDP晶体附加面形的影响，给出了不同加工误差和不同夹持情况下，KDP晶体附加面形的P-V值和RMS值。研究结果表明，夹持方式和加工误差是引起KDP晶体附加面形变化的重要因素，正面压条夹持方式即使在晶体和夹具存在加工误差时也可以较好地控制晶体的附加面形。
惯性约束聚变 KDP晶体 加工误差 夹持方式 频率转换效率 inertial confinement fusion KDP crystals fabrication error clamping mode frequency conversion efficiency
为满足激光加工、激光彩色显示、数据存储、医疗卫生和科研等领域对绿光激光器的需要,研制了一台高倍频效率、窄脉宽侧面泵浦腔外倍频的YAG／LBO绿光激光器。分析并计算了腔外最佳聚焦参数,确定了透镜的最佳聚焦焦距。实验中,利用808 nm激光二极管侧面泵浦Nd:YAG晶体,使用BBO晶体进行加压式调Q,采用四分之一波片补偿Nd:YAG晶体的热退偏,最终实现了重复频率1 kHz、输出功率10.7 W的1 064 nm输出,最大单脉冲能量为10.7 mJ。在此基础上,采用Ⅰ类温度相位匹配LBO晶体对基频光进行腔外倍频,获得了重复频率1 kHz、脉宽21 ns、最大输出功率6.04 W的532 nm准连续绿光输出,倍频效率高达59.3％。
全固态激光器 倍频效率 绿光激光器 LBO晶体 温度相位匹配 all-solid-state laser optical frequency conversion efficiency green laser BO crystal temperature phase matching
中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
为获得尽可能大的差频转换效率，基于准周期极化铌酸锂(QPPLN)光学超晶格，提出了级联电光和差频理论，用于高效的差频转换。其方法是沿QPPLN光学超晶格的y方向施加一个外加电场，用来控制能量在抽运光、信号光、o偏振的差频光和e偏振的差频光四个光波之间的转移。计算结果表明，在一个100 ℃，40 mm长的QPPLN光学超晶格中，当1550 nm信号光与1064 nm抽运光光强比值r<0.324时，对光强超过特定值的任意抽运光都可以通过施加一个适当的外加电场将抽运光完全转化为1550 nm信号光和3393.4 nm 差频光；当r≥0.324，只当抽运光光强落在一定范围内时，才可以通过施加外加电场使抽运光完全转化为信号光和差频光；超过该范围，外加电场不能增加差频光转换效率。计算结果还表明，电光调制差频转换效率对温度和畴构造误差都不敏感。
非线性光学 差频转换效率 电光效应 准周期光学超晶格
