1 中国科学院微波遥感技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院国家空间科学中心, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
常温固态太赫兹谐波混频器是太赫兹系统应用中的关键器件。介绍了一款基于肖特基二极管的 670 GHz四次谐波混频器的仿真与设计。在高频结构仿真软件( HFSS)中对准垂直结构肖特基势垒变阻二极管进行三维结构建模, 采用基于谐波平衡算法的整体综合仿真方法对混频器进行仿真和优化。结果表明: 在功率为 10 mW的167 GHz本振信号驱动下, 混频器单边带变频损耗在 637~697 GHz射频频率范围内小于 13.8 dB, 3 dB变频损耗带宽为 60 GHz; 最优单边带变频损耗在 679 GHz为10.6 dB。
太赫兹 四次谐波混频器 准垂直结构 反向并联 terahertz fourth harmonic mixer quasi -vertical structure anti -parallel 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 552
1 Key Laboratory of Microwave Remote Sensing, National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 0090, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China
针对冰云探测设备的预研，详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率，采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一，大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明，在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB，在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.
太赫兹混频器 肖特基二极管 四次谐波 紧凑微带共振单元（CMRC） terahertz mixer Schottky diode fourth-harmonic compact-microstrip-resonate-cell
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
Based on the mass fraction of 65% deuterated DKDP crystals, the fourth harmonic conversion of 1053 nm laser is realized under the condition of noncritical phase matching (NCPM). The experimentally measured crystal temperature is 29.4 ℃ and the acceptance angle width of the crystals under the NCPM condition is around 55 mrad. Effects of the deuterated amount and the temperature of the DKDP crystals in the process of NCPM on the fourth harmonic conversion are theoretically analyzed. The relationship between the deuterated amount and temperature and the changing of the fourth harmonic conversion efficiency versus the double frequency light intensity are numerically simulated. These results provide a theoretical basis for the application of fourth harmonic laser in the high power laser system.
非线性光学 四次谐波转换 非临界相位匹配 DKDP晶体 接收角宽 nonlinear optics fourth harmonic conversion noncritical phase matching DKDP crystal angular acceptance Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 0919002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
利用质量分数为65%的掺氘DKDP晶体实现了1053 nm激光在非临界相位匹配(NCPM)条件下的四次谐波转换，实验测得NCPM条件下晶体温度为29.4 ℃、晶体接收角宽约为55 mrad。理论分析了NCPM过程中DKDP晶体掺氘量和温度对四次谐波转换的影响，数值模拟了四次谐波转换过程中晶体掺氘量和温度的关系以及四倍频转换效率随倍频光强的变化，这些结果为四倍频光在高功率激光系统中的应用提供了理论依据。
非线性光学 四次谐波转换 非临界相位匹配 DKDP晶体 接收角宽
中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室, 陕西 西安 710068
用半导体抽运的Q开关YLF倍频激光器抽运钛宝石晶体,在平凹腔内加入组合的石英双折射滤光片压缩线宽,用LBO晶体腔内激发二次谐波,聚焦到BBO上产生四次谐波深紫外光。在抽运功率3.8 W时,输出610 mW,416 nm蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波,得到64 mW,208 nm的紫外激光。基频光的谱线宽度是决定倍频效率的关键因素。实验观察到激光器的频谱宽度与双折射滤光片的带宽有一个数量级的差别,考虑到模式竞争和增益饱和效应,数值模拟了加入双折射滤光片后的钛宝石激光器的实际线宽,结果与实验中测量的数据基本一致。实验还分析了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波激发效率的影响。
激光技术 钛宝石 腔内倍频 四次谐波 双折射滤光片 线宽
计算了硼酸铯锂(CLBO)相位匹配角、有效非线性系数、倍频时谐波走离角、允许参量等参数,利用CLBO晶体实现纳秒级高脉冲能量Nd:YAG的4次谈波输出,最大紫外266nm输出能量为50mJ,由输入的二倍频向四倍频转换的效率大于40%,并且阐述了新型晶体CLBO的高效频率变换特性。
激光技术 相位匹配 四次谐波
中国科学院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
用半导体激光器抽运的调??Q?? YLF倍频激光器抽运掺钛蓝宝石激光器, 用LBO晶体在腔内产生二次谐波,再聚焦到BBO晶体上产生四次谐波深紫外激光。为了提高谐波转换效率,在腔内分别插入了单片、组合双折射滤光片和聚焦透镜,在平均功率为3.6 W,波长为527 nm的抽运光下得到410 mW,417 nm的蓝光。用长焦距的透镜聚焦二次谐波,得到34 mW,208 nm的紫外脉冲激光。从实验上详细研究了基频光的线宽对二次谐波效率的影响、二次谐波的线宽对四次谐波效率的影响、基频光的波长对四次谐波产生效率的影响。全面地分析了单片和组合双折射滤光片及抽运功率对钛宝石激光器基频光的脉宽、线宽等参量的影响。
钛宝石激光器 二次谐波产生 四次谐波产生 线宽 紫外激光
1 中国科学院安徽光机所 合肥 230031
2 中国科学技术大学物理系 合肥 230026
利用一块BBO晶体高效倍频产生的两束具有特定时间间隔和波长差的Cr:LiSAF二次谐波激光束,经合束,获得了双波长、双脉冲的Cr:LiSAF四次谐波激光束。
双波长 双脉冲 四次谐波
