附加反馈腔对光学参量振荡腔特性的改善

本文提出一种通过附加反馈腔减小由于ＯＰＯ腔镜反射不完全带来的损耗的实验方案，计算结果表明，附加外腔使系统总损耗及振荡阈值降低，在不改变输出耦合镜透射率的情况下，可以增大输出耦合效率，提高输出场的强度差压缩度。

PPLN准相位匹配内腔光学参量振荡器的实验研究

将准相位匹配光学参量振荡器（QPM-OPO）置于激光二极管（LD）端面泵浦的声光调Q1064nm-Nd：YVO4激光器谐振腔之内,获得了信号光单谐振的内腔光参量输出。在声光Q开关重复频率为25kHz的条件下,内腔参量振荡的阈值仅为0.9W（LD功率）。在6WLD泵浦功率下,获得了350mW的信号光输出。通过在120℃～250℃范围内改变PPLN晶体的温度,信号光输出实现了在（1493～1538）nm波段的调谐。

偏频技术锁定压缩光产生中的光学参量振荡腔

为了解决机械振动、空气流动等外界因素引起的光学参量振荡腔的不稳定问题,利用偏频锁定技术稳定光学参量振荡腔.首先从理论上分析偏频锁定点的选取与压缩度的关系,得出透射峰值一半的位置为最佳锁定点.然后在实验上实现了光学参量振荡腔的锁定,并对锁定后的光学参量振荡腔进行了稳定性测量.实验结果表明,光学参量振荡腔的腔长在2h以内的锁定精度为7.27nm,最长稳定时间可达3.8h,能够满足对压缩光的探测需要.

4.1μm高功率中红外内腔光参量振荡器

提出了一种紧凑型、声光调Q、高功率的4.1μm中红外内腔式氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡激光系统.基于内腔单谐振光参量振荡器动力学模型,对内腔光参量振荡器的阈值倍数及下转换效率的影响因素进行分析,提出实验中对光参量振荡阈值调节的办法,优化了大功率情况下光参量振荡的下转换效率.引入共振泵浦与单端键合晶体方式提高了大功率泵浦的热稳定性.基于光场传输理论与谐振腔稳定性理论,并考虑增益介质热效应,数值模拟了大功率泵浦注入时腔内基频光、信号光及闲频光的三波光场模式匹配,以确保光参量振荡器在高功率下稳定运转.对光参量振荡阈值进行调节,提高了参量光的下转换效率,最终得到4.125μm的中红外高重频脉冲瓦级激光输出,激光重复频率1~100kHz可调,脉冲宽度小于9ns,最高单脉冲能量36.7J,最高峰值功率4.257kW,最高输出功率为1.12W,其对应的下转换效率为29.7%,最大光光转换效率为4.26%.

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

对电光调Q(Ce,Nd):YAG激光抽运内腔非临界相位匹配(NCPM)光参量振荡器(IOPO)进行了实验研究,实验发现IOPO输出光波长为532 nm、632 nm、1 064 nm、1 100 nm和1 571 nm 5种。OPO输出镜对信号光反射率较大时,信号光出现多脉冲,可以通过控制信号光反射率,使信号光为单脉冲。信号光能量随着抽运能量增加到一定值后出现饱和。

基于周期极化铌酸锂的可调谐内腔光参量产生的实验研究

实现了基于周期极化铌酸锂的人眼安全波段全固态可调谐高重复频率内腔光学参量产生过程,得到了1.6W的二极管泵浦阈值,最大输出信号光功率为330mW,并在(1.497～1.517)μm范围波长可调。

基于多周期MgO∶PPLN的内腔宽调谐连续中红外光参量振荡器

报道了一种内腔光参量振荡器,该器件通过改变多通道MgO∶PPLN极化晶体的极化周期和温度,可以快速实现3.2~4.1μm中红外参量光可调谐连续输出.采用1.064μm谐振腔与多光参量振荡腔折叠型复合结构,考虑晶体热效应及宽范围调谐参量光振荡过程中光斑模式匹配,通过对两个子腔谐振结构的数值模拟分析,确定最佳腔型结构参数.基于该谐振腔结构,实验研究了多周期MgO∶PPLN晶体的温度和极化周期对参量光波长的影响,实验中克服了MgO∶PPLN晶体在3.8~4.1μm中红外波段较为严重的本征吸收以及量子亏损导致的效率降低问题,获得2.78~4.18μm中红外激光连续调谐输出,调谐范围达1.399μm.在3.2μm、3.5μm、3.8μm、4.1μm四个典型波长下实现了参量光输出,功率分别为1.72W、1.39W、0.79W和0.442W,对应转化效率分别为7.17%、5.4%、3.1和1.84%.

非理想相位调制边带锁腔系统的理论分析

本文阐述了用相位调制边带系统获取光学参量振荡腔信息的原理，并在此基础上分别讨论了内腔、腔镜损耗以及调制频率对该锁腔系统的影响，这对提高锁频技术的精度和稳定度有一定的指导意义．

KTA和KTP晶体参量激光特性研究

讨论了激光二极管阵列(LDA)侧面泵浦声光调QNd∶YAG内腔式光学参量振荡器(OPO)的阈值特性;在相同的实验条件下,对比分析了KTA和KTP晶体参量激光输出特性。当声光重复频率为4kHz,输出镜透过率为30%,泵浦电流为14.5A时,波长为1.57μm,KTA晶体参量激光平均输出功率最大为613.4mW,脉冲宽度约2.5ns,峰值功率超过61kW。

非线性光学器件

O437 2000053284光学双稳系统的记忆、涨落与随机力=Memory,fluctuationsand stochastic forces of optical bistable systems[刊,中]/欧发(华南理工大学应用物理系.广东,广州(510641)),何明高,吴福根(广东工业大学数理系.广东,广州(510643))//量子电子学报.—1999。

880nm共振抽运连续波内腔单谐振光学参量振荡器及其逆转换

报道了880nm激光二极管(LD)共振抽运的连续波(CW)Nd:YVO4-PPLN内腔单谐振光学参量振荡器(ICSRO)。在21.9W抽运功率下,获得了1.54W的3.66μm CW中红外闲频光输出,光-光转换效率为7.0%;与808nm传统抽运相比,共振抽运ICSRO在振荡阈值、输出功率、转换效率和功率稳定性等方面都显示出明显优势。针对高抽运功率下逆转换过程影响单谐振光学参量振荡器(SRO)转换效率的问题,研究了振荡信号光的耦合输出透射率对SRO阈值和下转换效率的影响。通过提高振荡光输出镜透射率优化SRO阈值,可在高抽运功率下保持下转换效率的同时获得高效的信号光输出;21.4W抽运功率下同时获得1.54W闲频光和5.03W信号光输出,总提取效率为30.2%。

低阈值宽调谐的内腔调QNd∶YVO_4/PPLN光学参量产生

将多周期极化铌酸锂（PPLN）晶体置于激光二极管（LD）端面抽运的声光调QNd：YVO4激光器谐振腔内，实现了准相位匹配内腔光学参量直接产生（QPM—IOPG）。PPLN晶体长20mm，利用外加电场极化法制作，极化沿晶体的z向进行。设定声光Q开关重复频率为19kHz，通过温度调谐和周期调谐，获得了信号光在1384～1541nm范围内的连续输出，脉冲宽度约为80n8。在PPLN晶体温度为140℃，极化周期为29／xm时，内腔光参量产生的阈值仅为0．93W，在3W激光二极管抽运功率下，获得了140mw的信号光输出；在极化周期为26．5μm时，内腔光参量产生的阈值增大到1．36W，在3W激光二极管抽运功率下，获得了105mw的信号光输出。分析了不同极化周期下阈值和转换效率存在差异的原因，对内腔光学参量产生的闯值进行了理论分析和计算。

利用非简并光学参量振荡腔产生连续变量三色三组分纠缠态

利用半经典理论方法计算了运转于阈值以上的非简并光学参量振荡腔输出信号场、闲置场及反射抽运场的关联特性.根据vrdn Loock等提出的连续变量多组分纠缠判据,计算结果表明,常温下这三个光场的正交振幅分量与正交位相分量之间存在三组分量子关联,得到了三色三组分纠缠态光场.数值计算了关联噪声对参量振荡腔物理参数的依赖关系,找出了产生三色三组分纠缠态产生的最佳运转条件,为连续变量多组分纠缠态光场产生系统的设计提供了直接参考.

铷原子D1线真空压缩光场的产生及态重构

碱金属原子是光量子存储的良好介质,与碱金属原子共振的非经典光场是量子信息处理的重要资源.本文采用周期极化磷酸氧钛晶体作为非线性介质,利用参量振荡过程产生了795 nm(铷原子D1线)的真空压缩光场.通过对平衡零拍探测系统的时域信号进行采集,得到压缩光场不同相位角下的噪声分布;利用极大似然估计法对压缩光场进行了态重构,得到了密度矩阵及相空间的Wigner函数.理论计算了真空压缩场的光子数分布和Wigner函数,并对理论计算结果和极大似然重构结果进行了分析和比较.

LD侧泵的声光调Q Nd:YAG/KTP人眼安全激光器

为获得人眼安全的激光,在一个由激光二极管(LD)阵列侧泵、声光调Q的Nd∶YAG激光器谐振腔中放置一非临界相位匹配的KTP晶体,形成了一个内腔式光学参量振荡器,实现了准连续的1.57μm激光振荡.通过对单谐振光学参量振荡器阈值公式进行讨论,采用了平凹腔的结构和尽可能短的光学参量振荡器腔长,有效地降低了光学参量振荡器的泵浦阈值.测量了不同声光重复率和不同透射率输出镜下光学参量振荡器输出的各项特性参量.分析了声光重复率和输出镜的透过率对光学参量振荡器的泵浦阈值和输出脉冲波形的影响,并对实验中出现的饱和现象作了解释.当泵浦电流14.5A,声光重复率10kHz,光学参量振荡器输出镜透过率15%时,在保持单脉冲输出的情况下,获得了1.57μm激光的最高平均功率输出值1.748W.

利用级联非线性过程产生连续变量三组份纠缠态光场

本文提出了一种产生连续变量三组份纠缠态的方案。利用在光学参量振荡腔 (OPO)中发生的两个级联参量过程 (参量下转换过程和和频过程 ) ,得到了三组份纠缠态光场。分析了三个输出光场之间三模位相和与相互振幅差的纠缠特性与相关参量间的关系。

压缩态光场实验中的模式匹配与偏频锁定技术研究（英文）

光学参量过程是产生压缩光的关键环节,为了提高实验中光学参量振荡腔的稳定性,必须将激光与光学参量振荡腔进行模式匹配,并用锁定技术稳定光学参量振荡腔。理论分析了模式匹配效率对压缩度和偏频锁定技术精度的影响。经过模式匹配之后,在实验上实现了光学参量振荡腔的锁定,并对锁定后的光学参量振荡腔进行了稳定性测量。理论与实验结果表明:模式匹配效果越好,压缩光的压缩度和偏频技术的锁定精度越高;在较好的模式匹配条件下,光学参量振荡腔的腔长锁定精度为7.35 nm,稳定时间可达2 h以上,能够满足对压缩态光场的探测需要。

高压缩度真空压缩光场制备的限制因素分析研究

采用数值模拟的方法,研究了OPO低于阈值的参量下转换过程中制备高压缩度压缩真空对系统参数的依赖性。结果表明,OPO光学损耗可以显著降低量子噪声压缩水平,压缩光的相对相位起伏也会使探测到的压缩水平明显降低。因此,通过降低OPO的内腔损耗、降低泵浦光功率起伏,提高BHD中锁相伺服系统的稳定性,以及优化探测效率都可以提高压缩真空的压缩度。

实用化多功能光压缩器

激光二极管抽运的YAP KTP内腔倍频单频激光器及其抽运的半整块非简并光学参量振荡腔 (NOPO)被固定在一体的殷钢底座上构成了全固化多功能光压缩器———Squeezer.通过控制不同的工作条件 ,在此装置上可以产生多种类型压缩光 :阈值以上产生约 6dB(74%)量子相关孪生光束 ;在阈值以下 ,通过注入信号光参量缩小过程产生2 1dB明亮正交振幅压缩光 ;将参量放大器出射的两个频率简并偏振垂直的孪生光束分开 ,获得振幅反关联位相正关联明亮EPR源 .

连续变量多色纠缠态光场

具有正交振幅和相位分量量子关联的纠缠态光场是执行连续变量量子通信和量子计算研究的基本资源。随着量子信息科学的迅速发展,研究和构建可实用的量子信息网络已成为该领域科技工作者的主要目标。为了实现量子信息经由若干量子中继的远距离传送,第一步必须制备与原子存储及光纤通信波段相匹配的多色纠缠态。概述了连续变量纠缠态光场的概念和发展,介绍了产生双色及三色纠缠态光场的实验进展,最后从制备原理和实验方法方面详细描述了近期完成的与原子谱线和光纤传输窗口对应的三色纠缠态光场的研究。