基于周期极化KTiOPO4晶体的高亮度纠缠源研制

量子纠缠是量子信息领域的核心资源,目前利用β型硼酸钡(BBO)晶体参量下转换制备的纠缠光子对的亮度较低,它直接制约了量子通信的最远距离,已无法满足星地实用化量子通信的发展需求.利用周期极化KTiOPO4晶体,采用准相位匹配技术设计产生了一种后选择的纠缠源,测得的符合计数达到了16×103s-1mW-1,极化对比度达到27:1,在亮度上比基于BBO的量子纠缠光源提高了一个数量级以上.这一高亮度的纠缠源可以广泛应用于量子密钥分发、量子隐形传态以及量子计算等新兴量子信息领域,为实现全球化量子通信提供了有力的保障.

利用周期极化KTP晶体获得高效外腔谐振倍频

我们利用自制的单频连续Nd：YVO4激光器输出的1064nm激光作为抽运源，通过周期性极化KTP晶体外腔谐振倍频过程实现了高效倍频绿光产生。当模匹配抽运基频光功率为80mW时，得到了60mW的稳定倍频绿光输出，倍频效率达75％。实验中同时研究了不同输入耦合腔镜对倍频过程的影响。

周期极化KTiOPO_4晶体连续倍频绿光输出

采用外加电场极化方法 ,在Z切 1mm厚的KTiOPO4 晶体中实现了周期性极化反转。晶体的极化反转周期为 9.0 μm ,相互作用长度为 3mm。波长为 1 .0 64μm的基频光功率为 90 0mW ,晶体中心温度为 32℃时 ,获得0 .532 μm、2 2 μW的倍频绿光输出 ,二次谐波转换效率为 0 .0 0 2 4 %。

利用周期性极化KTiOPO_4晶体参量缩小过程产生明亮振幅压缩光

利用周期性极化KTiOPO4晶体构成的连续准相位匹配简并光学参量缩小谐振腔,获得了注入红外的明亮正交振幅压缩光.参量振荡阈值为35mW.当抽运光功率为20mW时,测得压缩度为2·23dB,特别是当抽运光功率为8mW时,测得压缩度为2·17dB.

周期性极化晶体RbTiOAsO_4的允许参量分析

基于准相位匹配(QPM)技术,对周期性极化RbTiOAsO4(PPRTA)晶体的允许参量进行了理论分析和数值模拟,得到了在波长为1064 nm,Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配条件下的允许波长分别为0.25 nm/cm,0.45 nm/cm,和允许温度分别为2.30℃/cm,17.14℃/cm。并获得了室温时的允许角度为3.12°/cm1/2。数值模拟结果表明,Ⅱ类相位匹配比Ⅰ类相位匹配更加适宜于倍频过程。

双端泵Nd:YVO_4固体激光器泵浦的高功率光参量振荡器

报道了基于双端泵Nd:YVO4固体脉冲激光器泵浦的基于周期性畴极化反转氧化镁掺杂铌酸锂晶体(PPMgLN)的光参量振荡器(OPO)。双端泵Nd:YVO4固体脉冲激光器采用激光二极管作为双端泵浦源,在25 kHz重频下获得了平均功率为23.5 W的1064 nm近基模线偏振激光输出。使用该激光器泵浦一个基于PPMgLN的OPO,获得了平均功率为3.54 W的3.83μm中红外激光输出。OPO的斜率效率为65.2%,其中,从1.064μm到3.83μm的斜率效率为18.1%。该系统结构十分紧凑、成本低、实用性强,在4 h内的稳定度小于4%,具有较高的应用价值。

增益介质位置对腔外倍频效率的影响

采用MgO掺杂的周期性极化铌酸锂晶体作为非线性晶体,搭建了线性平-凹腔结构的外腔式倍频系统,分析了增益介质和输入耦合镜之间的距离对二次谐波转换效率的影响。实验中,使用光纤耦合二极管泵浦Nd:YVO_4激光器作为基频光源,通过改变增益介质和输入耦合镜的间距,测量了激光器的纵模数量、锁模脉冲稳定性、基频光线宽以及光-光转换效率。实验结果显示,增加增益介质和输入耦合镜之间的距离,可以在一定程度上提升自锁模脉冲的稳定性并有效减小基频光线宽。当泵浦功率较高时,适当增加该间距可以有效提升二次谐波转换效率。