准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂490nm倍频连续输出

在室温下通过外加电场极化法 ,首次用较低的极化开关电场～ 5 .5kV/mm ,在厚为 1mm、长为 2 0mm、宽为 18mm的掺镁铌酸锂基片上成功的制备了周期为 4 .8～ 5 .2 μm的一阶准相位匹配倍频光学微结构 ;并在室温下 ,以波长为 980nm的半导体激光器为基频光源 ,对所研制的微结构样品进行倍频通光实验 ,在入射基频光为 80 0mW时 ,产生约 4 0mW的 4 90nm的倍频光 ,其对应转换效率为 5 % 。

低阈值单谐振周期极化掺镁铌酸锂光参量振荡器

对基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的信号光单谐振光学参量振荡器的输出特性进行了实验研究.讨论了光学参量振荡器谐振腔的腔长、周期极化铌酸锂晶体的通光长度、输出镜的透过率以及抽运光的脉冲宽度对光学参量振荡器谐振阈值的影响.光学参量振荡器的抽运源采用输出波长为1064nm的声光调QNd∶YVO4激光器,在重复频率为2kHz、周期极化掺镁铌酸锂晶体的温度为30℃的条件下,光学参量振荡器的振荡阈值仅为48mW.当抽运功率为94mW时获得了25mW的信号光输出,其光-光转换效率为26.6%.

周期极化掺镁铌酸锂晶体光参变产生研究

为了获得1.5μm波段可调谐红外光输出,采用短脉冲电场极化法,在1mm厚的掺镁(摩尔分数为0.05)铌酸锂晶体上成功制备了周期为29μm的极化光栅。利用声光调QNd∶YVO4固体激光器直接抽运PPMgLN晶体,开展了OPG光学转换研究工作。在输入3W的抽运光时,得到信号光输出功率为44mW,转换效率1.5%。并通过调谐晶体温度(45℃~160℃),获得了调谐范围1.4538μm^1.4750μm的信号光输出。实现了可调谐红外光的输出,验证了晶体周期结构的均匀性。

周期极化掺镁铌酸锂光学参量振荡器时域特性的实验研究

分别采用MOTORULA公司的硅基光电二极管探测器和JUDSON公司的InGaAs光电二极管探测器对泵浦光和信号光的脉宽进行了测量.研究了极化周期、工作温度以及抽运功率与周期极化掺镁铌酸锂光学参量振荡器输出的信号光脉冲宽度的作用关系.实验采用LD端面抽运的声光调QNd:YVO4激光器作为抽运源,在晶体温度为30℃、极化周期为29.5μm条件下,当抽运功率为1008mW时,获得了平均功率为238mW的信号光输出,其光-光转换效率为23.6%,最窄脉冲宽度约为9.3ns,相对抽运光脉宽被明显压窄.

周期极化掺镁铌酸锂晶体的光学参量振荡

采用短脉冲极化电场法，在1mm厚的掺摩尔分数0．05镁的铌酸锂晶体上成功制备了周期为30μm的极化光栅。以输出波长为1．064μm的声光调QNd：YAG固体激光器作为基频抽运源对其进行了光学参量振荡实验，光参量振荡阈值功率为45mW（重复频率为1kHz），在输入功率为490mW，控温炉温度为160℃时，获得了94mW的波长为1544nm的信号光输出，转换效率达到19．2％。并且通过调谐晶体温度（20～180℃），获得了调谐范围为1503～1550nm的信号光稳定输出。实现了可调谐红外光的稳定输出，验证了晶体周期结构的均匀性。

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的中红外同步抽运皮秒光参量振荡器

采用全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构皮秒脉冲激光器作为抽运源,搭建同步抽运光参量振荡器(OPO),实现了中红外波段的皮秒脉冲激光输出。光纤激光器输出脉冲重复频率为52MHz,脉宽约20ps,中心波长1064nm。使用一块长50mm、极化光栅周期为30.5μm的周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)作为非线性频率转换晶体,采用信号光单谐振腔结构,在抽运功率5.2W时获得了平均功率为0.67 W的闲频光输出,中红外参量转换效率为12.9%,斜率效率达14.5%。通过改变晶体温度的方式实现了输出波长在1.544～1.608μm(信号光)和3.15～3.42μm(闲频光)范围内的调谐。从腔长同步匹配的角度讨论了该OPO系统的输出稳定性。

周期极化掺镁铌酸锂光参量振荡器的输出光谱特性

实验研究了基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器（OPO），分析了光学参量振荡器的输出光谱特性。实验中，采用激光二极管（LD）端面抽运的声光调QNd：YVO4激光器作为光参量振荡器的抽运源，谐振腔采用双凹腔结构。在调Q开关重复频率为10kHz，周期极化掺镁铌酸锂（PPMgLN）晶体的温度为25．4℃的条件下，实验测得光学参量振荡器的振荡阈值为110mW。当输入的抽运光的平均功率为325mw时，获得了平均功率为84mw的信号光输出，其光-光转换效率为25．8％。通过改变周期极化掺镁铌酸锂晶体的温度（25．4～120℃）和极化周期（28．5～30．5μm），实现了信号光在1449．6～1635nm范围内的可调谐输出。在室温25．4℃时，观测到了抽运光与信号光的和频光的光谱。实验结果表明，光参量振荡器输出光谱的半峰全宽（FWHM）小于0．5nm。

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的六角可调相位阵列光栅

研究了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMg…LN)晶体的二维六角可调相位光栅及其Talbot效应光衍射成像。理论模拟不同相位差及分数Talbot距离条件下的近场光衍射强度分布,计算取样区内衍射强度随相位差和分数Talbot距离的变化,给出相位差恒定及变化情况下取样区强度最大值的位置。在理论研究基础上,设计与制备PPMg…LN六角可调相位阵列光栅,并进行了Talbot衍射成像的实验研究,实验结果与理论研究吻合较好。

掺镁铌酸锂微结构多周期调谐光学参量振荡器

从傅里叶展开三波耦合波方程出发,对准相位匹配光学参量振荡进行了初步的理论分析,同时对准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂微结构光学参量振荡进行了实验研究。通过改变微结构周期,实现了信号光从1.45～1.72μm的输出,最小阈值为30μJ。在温度30℃,抽运功率为300 mW,最大信号光输出功率为56 mW,斜率效率达18.7%。由于掺镁铌酸锂微结构抗光损伤性能显著提高,无需在高温下进行运转,使得掺镁铌酸锂微结构光学参量振荡器在常温条件下实现连续运转成为可能。与同成份铌酸锂微结构参量振荡器相比,结构更加紧凑,易于实现小型化。

1064nm泵浦掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)光学参量产生器的研究

本文利用二极管泵浦的声光调Q Nd:YAG激光器输出的1064nm准连续激光为泵浦源,利用掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体(PPMgLN)为工作物质,实现了温度调谐准相位匹配参量光的输出。输出参量光功率稳定,调谐范围宽。当晶体温度从40℃到180℃变化时,输出信号光的波长调谐范围为1.567-1.673μm,相应的空闲光的调谐范围为2.923-3.315μm。当输入1064nm平均功率为1.017W时,输出信号光功率为185mW,相应的空闲光功率为106mW,总功率为291mW。

温度调谐的周期极化掺氧化镁铌酸锂振荡器

对准相位匹配周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体的光学参量振荡器进行温度调谐实验研究,所用晶体的极化周期为30.5μm.以1.064μm的声光调QNd∶YAG激光器作为抽运源,将晶体温度控制在40～200℃,获得3.100～3.398μm的闲频光连续可调谐输出;当泵浦光功率为3.7 W时,获得输出功率约1 W的3.365μm闲频光输出,泵浦光-闲频光转换效率达27%.在谐振腔内还观察到其他激光输出,并对此进行理论分析.结果表明,它们分别是由信号光倍频、泵浦光与信号光和频,以及泵浦光与闲频光和频产生的.

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。

周期极化铌酸锂晶体的红外光谱测量分析

对周期极化非线性晶体的光参量振荡器实现连续调谐输出的条件进行了理论模拟和分析,并且针对基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器进行了实验研究,在掺镁铌酸锂晶体内制作了6个等间隔的晶畴区,其间距为0.5μm,极化周期范围为29.0～31.5μm。在室温下采用LD端面抽运的声光调Q Nd∶YVO4激光器作泵浦源,实现了PPMgLN光参量振荡器的信号光在1449.7～1665.0nm、闲频光在3989.2～2946.0nm范围内的调谐输出,其最低激射阈值为108.0mW、最高激射阈值为149.2mW。当泵浦功率为649mW时,获得了信号光最高为118.5mW的输出,其光-光转换效率为18.26%;闲频光最高输出为46.6mW,其光-光转换效率为7.18%。以上参数均接近实用化水平。而且,这两个波段的光源分别在整个光纤通信的S+C+L波段和大气层透射窗口范围,具有十分重要的应用前景。

掺镁铌酸锂电光调制位相阵列光栅

设计并制备了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的二维六角可调位相阵列光栅,在较低外加调制电压下,获得了清晰的阵列光栅泰伯(Talbot)光衍射自成像。试验研究了不同相位差时阵列光栅的近场光衍射图样及取样光点处的相对光强分布,在占空比D为52%、相位差Δφ为0.75π、泰伯分数β为0.5时,近场光衍射相对光强最大。同时在较低外加调制电压(0.461kV)下,即可获得清晰泰伯衍射图样。该研究可为掺镁铌酸锂阵列光栅在集成光学领域的应用提供参考。

高功率宽调谐输出的多周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡器(英文)

利用掺杂浓度为5mol%的掺氧化镁多周期极化铌酸锂晶体实现了高效单谐振的准相位匹配光参量振荡器,所使用的周期极化铌酸锂晶体有6个周期,且以1μm为间隔,从26.5～31.5μm.该光参量振荡器以脉宽为150ns,重复频率为10kHz的声光调QNd∶YAG激光器为泵浦源,且泵浦光波长为1.064μm.通过控制晶体的温度(50～200℃)以及改变晶体的极化周期(26.5～31.5μm),可由该光参量振荡器获得2.83～2.89μm,3.10～3.38μm,3.57～3.78μm,3.95～4.12μm,4.28～4.46μm,4.65～4.79μm的闲频光连续调谐输出.且当泵浦功率为8.15W时,在闲频光输出波长为3.33μm处,获得了最大输出功率2.17W.

准相位匹配周期极化高掺镁铌酸锂532nm倍频准连续输出研究

对周期性极化高掺镁铌酸锂倍频过程进行了准相位匹配倍频理论研究.在室温下通过外加电场极化法,用较低的极化开关电场～5.5 kV/mm,在厚为1 mm、长为10 mm、宽为10 mm的掺镁铌酸锂基片上成功地制备了周期为5.8～7.3 μm(间隔0.3 μm)的一阶准相位匹配倍频周期性极化光学微结构.将温度控制在70℃左右,以波长为1.064 μm的Nd:YAG激光为基频光源,对所研制的光学微结构样品进行倍频通光实验验证.当入射基频光为920 mW时,可以获得约15 mW的532 nm准连续倍频蓝光输出,其归一化转换效率高达1.77%/W.

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%。

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。

基于镁掺杂的周期性畴反转铌酸锂的宽调谐光参量振荡器

报道基于6mol%镁掺杂的周期性畴反转掺镁铌酸锂(PPMgLN)的宽调谐光参量振荡器(OPO).PPMgLN采用外加电场法制作,周期为27.8—31.6μm,周期间隔为0.2μm.光参量振荡器的抽运源采用输出为1.064μm的声光调Q的Nd3+:YVO4激光器,其调谐范围为1.42—1.73μm(信号光)和2.76—4.27μm(闲散光),斜率效率达到47%.在输入功率为10.6W时,输出功率达到4.8W(信号光和闲散光之和).