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 厦门理工学院光电与通信工程学院福建省光电技术与器件重点实验室, 厦门市LED照明应用工程技术研究中心, 福建 厦门 361024
2 西北工业大学理学院空间应用物理化学教育部重点实验室, 陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710072
使用含镁摩尔分数为5%的掺镁铌酸锂晶体对57.4 fs脉冲在1550 nm通信波段进行了Ⅰ型(o+o-e)和0型(e+e-e)的倍频对比实验。对于Ⅰ型倍频, 在4.3 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为28 nm、脉宽为79 fs的谐波脉冲, 转换效率最高达54%; 对于0型倍频, 在3.7 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为2.1 nm的谐波脉冲, 转换效率最高为40%。分别从飞秒脉冲多波长成分的相位匹配(频域)和基波与谐波脉冲的群速度匹配(时域)两个角度, 对倍频过程中基波脉冲和谐波脉冲的演变进行了详细分析。发现同时满足多波长成分相位匹配时, 传播中谐波的谱宽能维持不变; 而仅满足中心波长相位匹配时, 谐波光谱则随着传播长度的增加而逐渐变窄。
超快光学 Ⅰ型倍频 飞秒脉冲 群速度匹配 掺镁铌酸锂
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
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
