付俏俏 1,2,5刘鹏翔 1,2,4,*祁峰 1,2,4李惟帆 1,2,4[ ... ]刘朝阳 1,2,4
1 中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110169
2 辽宁省太赫兹成像与感知重点实验室，辽宁 沈阳 110169
3 沈阳化工大学信息工程学院，辽宁 沈阳 110142
4 中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁 沈阳 110169
5 中国科学院大学，北京 100049
纳秒脉冲泵浦的平行平面腔光学参量振荡器（OPO）是一种便捷的相干光源，适用于指定波长范围内的不间断调谐输出。作为一种临界腔，平行平面腔对腔镜准直角度的扰动较为敏感。本文以532 nm绿光泵浦KTiOPO4晶体临界相位匹配OPO为例，定量研究了这类光谐振腔的失谐特性。通过在理想准直位置附近扫描腔镜的偏角，观察了OPO输出随失谐角的变化。结果表明：该谐振腔对临界方向失谐的敏感程度远高于对非临界方向失谐的敏感程度；扩宽泵浦光束和提高泵浦光强都可以增大对准容限。此外，本文分析并解释了不同条件下OPO腔长对腔镜对准容限的影响。
非线性光学 光学参量振荡器 平行平面腔 对准容限 临界相位匹配 中国激光
2022, 49(24): 2408002
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
介绍了一种宽温度工作MW级峰值功率人眼安全激光器。采用半导体激光交叉泵浦Nd∶YAG 1.06 μm激光器作为泵浦源, 内腔泵浦非临界相位KTP光参量振荡器实现人眼安全激光输出。激光器性能测试结果表明, 在工作频率为5 Hz时, 激光平均输出能量56 mJ, 脉宽为2.02 ns, 峰值功率达到28 MW, 激光发散角约为5 mrad。在-45～65 ℃环境条件下, 激光能量变化优于3.8%, 在高低温环境下能长时间工作。该激光器结构紧凑、可靠性高, 目前已工程化应用于激光测距、激光成像中。
半导体激光器 交叉泵浦 非临界相位匹配 宽温度工作 人眼安全 cross-pumped semiconductor laser non-critical phase match wide range temperature eye-safe
1 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
2 中国空间技术研究院西安分院, 陕西 西安 710100
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
基于掺氧化镁铌酸锂晶体,采用临界相位匹配技术以及半整块腔型结构进行外腔倍频实验并制备了532 nm激光。对热透镜效应引起的倍频腔模式失配进行了理论分析。在较高基频光注入倍频腔时,通过重新进行模式匹配,缓解了模式失配对倍频转换效率的影响,最终可实现最大倍频转换效率为(49.3±0.45)%的倍频过程,对应输出功率为567.0 mW。通过模式清洁器改善了输出532 nm激光的光束质量并有效降低了其强度噪声,最终实现了输出功率为470 mW、光束质量因子为1.05的低噪声532 nm激光,其在分析频率1.65 MHz处达到散粒噪声极限。此倍频系统结构紧凑,输出功率稳定,可为集成量子压缩光源提供有效泵浦光场,在量子精密测量以及量子信息科学等领域中发挥重要作用。
非线性光学 倍频 二次谐波 临界相位匹配 532 nm 激光 掺氧化镁铌酸锂晶体 中国激光
2020, 47(11): 1108001
哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
非临界相位匹配条件下, 为保证大口径倍频晶体具有较高的温度稳定性与一致性, 在全口径范围内实现最优的倍频转换效率, 设计了一种采用电加热方法进行高精度温度控制的装置。在装置设计中, 充分考虑倍频晶体导热系数小、形状薄而大的特点, 通过热传导加热倍频晶体, 并同时加热装置其他部分, 形成自然对流, 均衡晶体温度。通过仿真和实验得到该装置温度分布的整体规律, 得到在不同加热长度下, 晶体稳定温度及稳定所需时长随晶体材料导热系数变化的规律。实验和仿真均表明: 该装置能加热Φ80 mm口径的倍频晶体至目标温度, 并将其温度一致性控制在±0.15°C范围内。
激光器 ADP晶体 温度控制 非临界相位匹配 惯性约束聚变 lasers ADP crystal temperature control noncritical phase matching inertial confinement fusion 红外与激光工程
2017, 46(4): 0420001
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 温州大学 物理与电子信息工程学院, 浙江 温州 325035
2 青岛海泰光电技术有限公司, 山东 青岛 266100
提出了一种新型的基于非临界相位匹配KTA晶体的自级联光参量振荡(OPO)激光技术。采用LD端面泵浦Nd:YVO4晶体实现1.06 μm振荡,腔内泵浦按非临界相位匹配角度切割的KTA晶体,将KTA晶体初次OPO产生的1.5 μm信号光封闭在腔内用作二次OPO的泵浦光,实现基于单块KTA晶体自级联OPO的转化。在输出功率8 W的808 nm波长半导体激光泵浦下获得输出功率超过400 mW、斜效率12.7%的2.6 μm波长激光输出。结果表明基于单块KTA晶体的级联光参量振荡激光器可望成为获得脉冲2.5~2.7 μm波段中红外激光的有效途径。
2.6 μm波段 光参量振荡器 KTA晶体 非临界相位匹配 2.6 μm waveband optical parametric oscillator KTA crystal non-critical phase match 强激光与粒子束
2016, 28(10): 109002
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
温州大学 物理与电子信息工程学院，浙江 温州 325035
报道了基于非临界相位匹配磷酸钛氧铷晶体(RTP)的光参量振荡激光性能研究。采用激光二极管端面抽运Nd:YAP激光晶体，组成内腔式RTP-OPO系统，对比了在不同声光调Q重复频率下的信号光输出特性。在20 kHz重复频率和13.1 W的抽运入射功率下，获得平均功率1.1 W的1.65 μm人眼安全激光的输出，光-光转化效率为8.4%；在重复频率为5 kHz时，获得了最窄脉4.4 ns，最高单脉冲峰值功率30.8 kW。结果表明，基于RTP晶体的OPO变频是获得1.6 μm波段激光的一种有效新途径。
1.6 μm波段激光 RTP晶体 非临界相位匹配 光参量振荡 1.6 μm band laser RTP crystal critical phase matching optical parametric oscillator
1 无锡科技职业学院 电子工程学院,江苏 无锡 214028
2 华侨大学信息科学与工程学院,福建 厦门 361021
基于非临界相位匹配,尺寸4 mm×4 mm×25 mm的磷酸钛氧铷(RTP)非线性光学晶体,在全固态162 μm光参量振荡器(OPO)方面做了相关的实验研究,将808 nm半导体激光端面抽运的Nd:YVO4 1064 μm激光模块应用于腔外RTP-OPO,获得了高效稳定的光参量输出。对比了不同OPO腔长、不同声光调Q频率对信号光平均输出功率和信号光脉宽的影响,在34 W抽运功率、23 kHz的重复频率和4 cm OPO腔长下获得最高平均功率为11 W的1619 μm信号光输出,抽运光-信号光转换效率高达323％,总光-光转换效率为85％。在最高输出功率11 W下得到单脉冲宽度4 ns,比基频光脉冲宽度(30 ns)小得多。
LD端面泵浦 光学参量振荡器 RTP晶体 声光调Q 非临界相位匹配 LD end-pumping optical parametric oscillator RTiOPO4 crystal AOQ-switching noncritical phase-matched
