江西师范大学 物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
研究周期极化磷化镓晶体(GaP)、砷化镓晶体(GaAs)和周期极化铌酸锂晶体(PPLN)准相位匹配级联差频产生太赫兹辐射, 相较于差频过程, 级联过程太赫兹辐射输出功率增大9.5倍。通过分析三波耦合方程, 计算并比较晶体的波矢失配量、极化周期和太赫兹功率, 结果显示, 基于GaP晶体产生的太赫兹功率略大于GaAs晶体输出的功率；GaAs晶体的极化周期最小；PPLN晶体的波矢失配量和极化周期取值范围最小, 而输出的太赫兹功率和转换效率最高。建立基于周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体(MgO:PPLN)准相位匹配原理的宽调谐激光系统, 分析吸收因子对输出太赫兹功率的影响, 计算级联差频峰值功率和转换效率。十五阶峰值功率3.72 MW, 泵浦光总能量到太赫兹辐射能量的转换效率是3.72%。
太赫兹 级联过程 差频产生 周期性极化晶体 准相位匹配 terahertz cascaded processes Difference-Frequency Generation(DFG) periodically polarized crystal Quasi-Phase-Matched(QPM) 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(4): 576
1 四川大学 电子信息学院 激光微纳工程研究所, 成都 610064
2 台湾交通大学 理学院 电子物理系, 台湾 新竹 30010
3 华北光电技术研究所, 北京 100015
采用MgO掺杂的周期性极化铌酸锂晶体作为非线性晶体，搭建了线性平-凹腔结构的外腔式倍频系统，分析了增益介质和输入耦合镜之间的距离对二次谐波转换效率的影响。实验中，使用光纤耦合二极管泵浦Nd:YVO4激光器作为基频光源，通过改变增益介质和输入耦合镜的间距，测量了激光器的纵模数量、锁模脉冲稳定性、基频光线宽以及光-光转换效率。实验结果显示，增加增益介质和输入耦合镜之间的距离，可以在一定程度上提升自锁模脉冲的稳定性并有效减小基频光线宽。当泵浦功率较高时，适当增加该间距可以有效提升二次谐波转换效率。
二次谐波 周期性极化晶体 转换效率 激光器 second harmonic generation MgO:PPLN Nd:YVO4 Nd:YVO4 conversion efficiency laser 强激光与粒子束
2018, 30(4): 041002
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 教育部光学仪器与系统工程研究中心 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
分别以1 083 nm和1 550 nm波段的窄线宽连续光源为泵浦光和信号光, 搭建基于掺MgO周期铌酸锂晶体(MgO∶PPLN)准相位匹配原理的差频非线性效应产生中红外激光实验系统.根据系统温度和信号光波长调谐特性进行实验研究.在泵浦光波长固定条件下改变信号光波长, 实现了窄线宽宽调谐中红外连续闲频激光输出, 波长覆盖范围为3 547.6~3 629.1 nm.当波长为1 082.8 nm的泵浦光和波长为1 549.7 nm的信号光功率分别放大到2.8 W和3.5 W时, 对波长为3 597.0 nm的中红外闲频光输出进行长时间功率扫描监测, 得到最大功率为3.2 mW, 功率抖动引起不稳定度小于±1.6%的高稳定的中红外窄线宽激光输出.该研究结果可为设计和研制多波长窄线宽中红外光源提供参考.
非线性光学 宽调谐中红外 差频产生 准相位匹配原理 周期性极化晶体 Nonlinear optics Wildly tunable infrared laser Difference frequency generation Quasi-phase-matching Periodically poled crystal
