1 哈尔滨理工大学 理学院 物理系, 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学 物理科学与技术学院, 哈尔滨 150080
对折射率线性调制晶体中超短脉冲倍频特性进行了数值计算, 在泵浦衰减的情况下, 研究了转换效率和脉冲宽度随匹配带宽和晶体长度的变化.大信号时各频率成份在晶体不同位置的不平衡转换致使脉冲展宽, 且由于折射率的调制, 脉冲宽度和转换效率出现了周期性变化.同时, 分析了谐波脉冲啁啾随晶体长度和带宽的变化, 发现随着晶体长度的增大, 归一化最佳啁啾系数先增大后减小, 在长晶体时趋于1, 其极大值位置决定于本征带宽和调制带宽.讨论了相位失配量对转换效率和脉宽的影响, 结果表明失配因子y决定了中心频率的匹配位置, 当y=0时, 中心频率在晶体中心匹配, 这有利于提高转换效率并减小脉冲宽度.
非线性光学 频率变换 数值计算 折射率调制 群速度匹配 局域化相位匹配 Nonlinear optics Frequency conversion Numeric calculation Refractive-index modulation Group velocity matching Localized phase matching
南京邮电大学光电工程学院先进光子技术实验室, 江苏 南京 210023
宽带准相位匹配(QPM)在多波长和超短脉冲倍频等领域有着广泛应用。分析了铌酸锂晶体的准相位匹配和群速度匹配条件，利用遗传算法，对非周期极化铌酸锂(APPLN)晶体的结构进行优化设计，并提出了一种通过适当调整基波的位置和数量来优化非周期极化铌酸锂晶体倍频带宽的设计方法。研究表明，对于0型(e+e→e)准相位匹配，在群速度匹配点附近，周期极化铌酸锂(PPLN)晶体倍频带宽为167 nm，而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达440 nm，带宽增加了273 nm；I型(o+o→e)准相位匹配下，周期极化铌酸锂晶体在群速度匹配点附近的倍频带宽为59 nm，而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达153 nm，带宽增加了94 nm。
非线性光学 宽带倍频 非周期极化晶体 群速度匹配 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 041901
1 北京工业大学 应用数理学院,北京 100124
2 河北师范大学 物理科学与信息工程学院,石家庄 050016
3 河北省新型薄膜材料实验室,石家庄 050016
研究了非共线准相位匹配过程中,周期极化RbTiOAsO4晶体同时满足准相位匹配和群速匹配条件的非共线角和相应的极化周期随信号光波长的变化.分析了满足群速匹配条件时,非共线准相位匹配的调谐特性.数值模拟了增益带宽随非共线角、晶体温度和极化周期的变化关系.对比了群速匹配和最大增益带宽情况下,周期极化RbTiOAsO4晶体增益带宽与晶体温度之间的关系.
非共线准相位匹配 群速匹配 增益带宽 周期极化RbTiOAsO4 Noncollinear quasi phase-matching Group velocity matching Gain bandwidth Periodically poled RbTiOAsO4
College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronics Information and Technical Science, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Frontiers of Optoelectronics
2008, 1(1): 101
1 中国工程物理研究院激光聚变中心, 四川 绵阳 621900
2 清华大学工程物理系, 北京 100084
计算了MgO∶LiNbO3中超短中红外光参量放大(OPA)过程中晶体的相位匹配角与非共线角的优化选择。结果表明,对于800 nm波长的抽运光,信号光波长为1053 nm时,非共线角α优化在1.74°～2°之间; 当信号光波长在1046～1067 nm内变化时,α在1.05°～2.18°之间,并且当信号光波长为1057 nm,α=1.76°时,可实现三波间群速度的完全匹配。同时还得到了抽运光中心波长在780～810 nm之间变化时,实现完全群速度匹配时的注入信号光波长与对应的中红外光以及相应的非共线角与相位匹配角。
非线性光学 超短中红外激光 群速度匹配 非共线相位匹配光参量放大 MgO∶LiNbO3晶体
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
超快激光的应用, 需要有高功率、窄脉宽和宽调谐的激光光源。飞秒光参量放大是产生可调谐、短至几个飞秒光脉冲的一种重要方法。为获得极窄的飞秒光脉冲, 飞秒光参量放大器就应该有尽可能大的本征带宽。理论研究了BBO晶体在Ⅰ类非共线相位匹配条件下的宽带参量放大特性。将多色相位匹配技术应用于飞秒光参量放大, 推导出信号光带角色散时的宽带运转条件。分别介绍了从可见光到近红外光选取合适的参数实现宽带运转的方法。基于400 nm蓝光抽运的BBO晶体光参量放大器(OPA), 系统地分析了非共线角和信号光角色散值对相位失配和参量带宽的影响。研究结果表明选取适当非共线角和在近红外光中引入适当的角色散可极大提高参量带宽。
非线性光学 宽带飞秒光参量放大 角色散 群速匹配
研究了周期性极化晶体非共线参量放大的群速匹配和群速色散。提出了估算光学参量放大(OPA)光谱带宽的一般性方法。光谱带宽由波矢失配中泰勒级数展开式的第一、第二项决定，当展开式中一级项为零时，三个非共线相互作用波是群速是匹配的，这时参量带宽由群速色散决定。选择合适的光栅周期，能获得调谐范围较宽的群速匹配脉冲参量放大，参量带宽与晶体长度、非共线角及群速色散有关。研究了增益带宽与晶体长度及抽运光强度的关系，也研究了离散角和有效非线性系数等。由于群速匹配，参量带宽很大，大大增加了最大有效长度和能量转换效率。
非线性光学 非共线光学参量放大 群速匹配 光谱带宽计算
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室 光电信息技术科学教育部重点实验室(天津大学),天津 300072
为了消除群速失配对飞秒光参量放大(OPA)的不利影响,描述了在Ⅱ类共线相位匹配的飞秒BBO光参量放大中,同时倾斜抽运光和信号光的脉冲波面完全补偿三波群速失配的方法。理论计算了三波群速匹配时,相位匹配角、抽运光和信号光的脉冲波面倾斜角随信号光波长的变化。并分析了三波群速匹配对抽运光光斑尺寸的要求和对参量带宽的影响。结果表明,利用该方法不仅能够完全补偿飞秒BBO光参量放大在连续调谐时三波的群速失配,而且能够实现最大的参量带宽。此外,选取合适的抽运光光斑尺寸对提高参量增益至关重要。
非线性光学 群速匹配 脉冲波面倾斜 飞秒光参量放大
1 高功率激光物理国家实验室中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 复旦大学光科学系先进光子学材料与器件实验室,上海,200433
研究了基于二阶极化率周期性反转铌酸锂(PPLN)晶体的飞秒光参量放大器(OPA)中的非共线位相和群速度匹配,由于其具有准位相匹配结构,非共线匹配方式不同于以BBO为代表的传统晶体.分别讨论了非临界位相匹配PPLN和倾斜PPLN两种情况下的匹配过程.
非共线位相匹配 飞秒OPA 群速度匹配
1 福晶公司, 中国科学院福建物质结构研究所,福建 350002
2 日本东京大学理学部物理系
采用非临界相匹配方式,制成一台同步泵浦飞秒红外光参量振荡器。其输出波长的调谐是靠改变泵浦光掺钛蓝宝石激光器的输出波长而得以实现的,其调谐范围为1.08～1.13 μm。在90 fs, 1.1 W左右的掺钛蓝宝石激光器的泵浦下,同步泵浦光参量振荡器的输出功率为100 mW,而脉竟只有60 fs左右。
同步泵浦 非临界相匹配 群速匹配 飞秒
