基于周期性极化铌酸锂的波长可调谐光参量振荡器(英文)

本文报导了基于周期性极化铌酸锂 (PPLN)波长调谐准相位匹配 (QPM)的光学参量振荡器 ,该光学振荡器是由一个声光Q开关连续二极管泵浦的Nd :YVO4激光器所泵浦。采用温度、角度和周期调谐就能获得宽的波长调谐输出。论文对这几种调谐方式进行了分析比较 ,这对于实现宽波长、快速、连续调谐相干光源是有益的。

基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析

采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时,0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到-1级的衍射光中,最大转化效率达100%,增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值;以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时,0级衍射光和-1级衍射光不能进行100%的能量转换,同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时,0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次,其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考.

周期性极化铌酸锂晶体的电光复合逻辑门

根据准相位匹配线性电光效应耦合波理论,基于单个周期性极化铌酸锂晶体,提出了外电场可控的电光复合与门、或门的逻辑计算方法.采用级联周期性极化铌酸锂晶体,探讨了外电场可控的电光复合逻辑异或门、半加法器、半减法器的逻辑计算方法.在外加电场分别为0.184KV/mm和0.368KV/mm条件下,分析了光波的波长、方位角和极角、晶体的温度对逻辑输出的影响.研究结果表明,基本逻辑门的逻辑计算能够成功实现,但其逻辑计算对光波波长、晶体温度、方位角和极化角非常敏感,这些参量轻微的变化会导致逻辑输出的改变.该方案可推广到更为复杂的基本逻辑门以及三个以上逻辑输入与输出的基本逻辑门中.

基于周期性极化铌酸锂晶体的Solc滤波器的研究

由于室温极化技术的逐渐成熟，准位相匹配非线性光学技术已经广泛用于可见和近中红外相干光频率转换．这其中最成熟的就是周期性极化铌酸锂(PPLN)，除了非线性光学系数以外，电光系数同样会由于铁电畴的周期性反转而周期性地被调制．如果把PPLN的每个畴看成一个半波片，相邻的不同畴的光轴由于横向电光效应而形成一个很小的夹角，

周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐特性分析

该文在周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡工作机理上,讨论了其波长调谐特性与外加电压、晶体温度的关系,比较了两种外加电压方法,在不同占空比下其调谐特性的差异.

周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐与容差特性分析

研究了周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡的工作机理 ,并讨论了其波长调谐特性与极化反转光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系 .在此基础上 ,通过对相位失配因子求微分的方案 ,分析了光参量振荡的增益与光栅周期、抽运光波长与晶体温度的关系 ,以及光栅周期。

一阶准相位匹配周期性极化铌酸锂倍频产生18mW绿光连续输出

通过高压脉冲电场极化 ,制备了周期为 6 5 μm、长为 12mm、宽为 10mm、厚为 0 5mm的一阶准相位匹配周期性极化铌酸锂 ;由 1 1W连续 1 0 6 μmNd∶YAG激光器抽运 ,在 5°时产生了约 18mW、0 .5 32 μm的倍频连续绿光 ,其对应的二次谐波转换效率约为 1 6 % ,二次谐波的归一化转换效率约为 1 5 %cm- 1 W- 1 ,相当于 79%的周期性极化铌酸锂的理想非线性系数。

准连续双包层光纤激光在周期性极化铌酸锂晶体中倍频产生59mW绿光

将周期性极化晶体和双包层光纤激光相结合获得绿光激光输出 ,是实现高光束质量、全固化、小型化、高效率绿光激光器的一个非常有前途的方向。采用周期性极化铌酸锂晶体 (PPLN)光栅周期 6 5 μm ,长 2 0mm ,宽 5mm ,厚 0 5mm ,对种子光注入式掺Yb双包层光纤激光器的准连续输出进行了倍频。研究了倍频光功率和转换效率随抽运光功率的变化关系 ,保持PPLN的控制温度为 193 1℃ ,在抽运功率为 6 5 0mW时 ,得到 6 7%的最高谐波转换效率 ,在抽运功率为 970mW时 ,得到了 5 9mW的最高绿光功率输出。

周期性极化铌酸锂波导全光开关特性分析

从理论方面研究了基于和频与差频级联二阶非线性效应的周期性极化铌酸锂波导全光开关的特性 ,给出了耦合模方程在满足相位匹配条件下小信号近似的解析表达式 .用数值方法求解耦合模方程 ,讨论了相位失配情况下输出的信号光功率与控制光功率的关系 .分析了全光开关器件的极化反转光栅周期、晶体温度、控制光波长等参量的容差特性与相互作用长度和晶体温度的关系 .

周期性极化铌酸锂两种主要制备方法的比较

重点比较了目前制备周期性极化铌酸锂(PPLN)最主要的两种方法:室温下外加电场极化法和激光诱导外加电场极化法,并对未来制备方法的发展趋势作了简单的讨论。

基于波导型周期性极化铌酸锂倍频产生507 nm激光

磁四极跃迁1S0-3P2是镱原子的一个重要跃迁,为了利用该跃迁研究超出标准模型的新物理,需要利用507 nm激光实现该跃迁的直接激发。本文基于光纤耦合与单透镜耦合两种方式在波导型周期性极化铌酸锂中实现了1014 nm激光到507 nm激光的倍频转换。通过测量倍频光功率随晶体温度的变化曲线研究了晶体的光学不均匀性;依据倍频光功率与基频光功率的关系研究了耦合透镜焦距对倍频转换的影响;实验显示,21 mW 1014 nm激光经光纤耦合入射铌酸锂晶体后得到316μW的507 nm激光输出,且透镜耦合中随着耦合透镜焦距的减小倍频光输出功率逐渐增加。

周期性极化铌酸锂的微区拉曼及荧光研究

通对周期性极化铌酸锂(periodically poled lithium niobate,PPLN)的微区拉曼和荧光研究,发现小极化子荧光在反转畴与非反转畴呈现不同强度,同时在畴分界壁观察到拉曼禁止谱线.提出一种能够呈现极化光畴图像的非损伤方法,并进一步探讨反向极化过程的机理.

基于周期性极化铌酸锂倍频的光学电压传感方法

从光学电压传感器的原理出发 ,在周期性极化铌酸锂 (PPLN)晶体倍频 (SHG)效应基础上 ,提出了一种新的光学电压传感方法 ,讨论了周期性极化铌酸锂不同长度、不同占空比对该电压传感性能的影响 ,并给出了图示。结果表明 :当周期性极化铌酸锂长度一定 ,在占空比为 0 .3或 0 .7时 ,灵敏度最高 ;在占空比趋于 0 .5 ,但不等于 0 .5时 ,电压测量范围最大 ;长度增加 ,灵敏度提高 ,但测量范围变小。这些结果为制作此类传感器提供了可靠的理论依据。

磁场对周期性极化铌酸锂晶体中产生的窄带太赫兹波的控制研究

本文利用飞秒激光作用于光折变周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体和掺镁(Mg)的PPLN(PPMg:LN)晶体通过光整流效应产生窄带太赫兹(THz)辐射,通过外加磁场的办法对THz脉冲串的振幅和寿命进行有效控制。随着外加磁场的增强,在光折变PPLN晶体中产生的THz波的振幅和寿命都随之减小;当外加磁场足够强时,光折变PPLN晶体中产生的THz波将完全被抑制。外加磁场之所以能够对THz波的振幅和寿命进行有效控制,主要是由于洛伦兹力的作用使光折变晶体内部产生了空间电荷场。

周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡研究

为了实现高转化率3μm红外激光光参量振荡输出,采用外加脉冲电场法在厚度为1mm、掺摩尔分数为0.05的镁铌酸锂晶体上成功制备了周期为31.2μm的极化光栅,理论计算并模拟了1064nm激光抽运周期极化铌酸锂晶体时,闲频光波长随温度的对应关系,并进行了实验验证。利用1064nm声光调Q Nd∶YAG激光器作为抽运源对样品进行了光学参量振荡实验,其中,脉冲激光脉宽为200ns,重复频率是20k Hz。在控制温度为80℃、输入抽运光功率为5.567W时,光参量振荡输出波长3μm的闲频光功率为1.141W,光光转换效率达到20.1%。结果表明,通过此方法制备的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡,具有较高的光光转换效率。

中红外铌酸锂晶体光参量振荡器近年进展

周期性极化铌酸锂(PPLN)OPO是3～5μm中红外激光源的一种选择。本文综述了中红外PPLN OPO近几年的研究情况。

基于铌酸锂光波导的全光波长转换

研究了双脉冲泵浦情况下,在准相位匹配(QPM)的周期性极化反转的铌酸锂光波导(PPLN)中,基于级联二阶非线性效应———和频与差频效应(SFG+DFG)的全光波长转换。推导了描述SFG+DFG波长转换的理论模型。通过数值模拟,研究了波长转换过程,观察到脉冲传播过程中出现了走离效应与脉冲展宽。研究了器件长度、信号波长、脉宽等参数对波长转换效率的影响。

基于周期性畴极化反转掺镁铌酸锂晶体的脉冲光纤激光器抽运的高功率光参量振荡器

报道了研制高功率全光纤化线偏振掺镱脉冲激光器,并用其抽运光参量振荡器(OPO)的研究工作。激光器以光纤化的声光调Q掺镱光纤激光器作为种子源,用大直径双包层保偏光纤作为增益放大介质。在40 kHz重复频率下,得到1064.2 nm处最大23.5 W的线偏振脉冲激光输出,脉冲宽度约46 ns,偏振消光比(PER)优于10 dB,光束质量因子(M2)约为1.3。利用该全光纤激光器抽运基于周期性畴极化反转掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的宽带可调谐OPO,在信号光1602 nm通道,获得11.05 W最大光参量输出,其中3168 nm处闲散光功率为3.01 W。OPO能量转换效率为56%,斜率效率为63%。在信号光1508 nm通道,获得9.87 W最大光参量输出,其中3614 nm波长功率为2.75 W。

近红外掺镁周期极化铌酸锂光参变振荡器

研究了掺镁周期性极化铌酸锂光参变振荡器(PPMgLN-OPO)在近红外波段的调谐特性和输出特性。计算了PPMgLN-OPO的调谐曲线,并采用Nd:YVO4激光器产生的1.064μm激光作为抽运源,验证了其温度调谐特性,实现了1.8～2.6μm的可调谐红外激光输出。此外,比较了长度为2cm和3cm的PPMgLN晶体的OPO输出特性,并在抽运功率为6.7W时,获得了最高功率为3.2W的2μm激光输出,转换效率达47.8%。