级联晶体倍频器件温度适应性扩展研究

级联晶体能有效扩展倍频器件的温度适用范围。在考虑空气色散的基础上推导出了级联晶体倍频过程中的能量转换效率公式。根据该公式,通过仿真计算出了级联两KTiOPO_4晶体倍频1064nm激光时转换效率随温度变化的特性,并进行了实验验证。实验结果表明:级联晶体中倍频光能量随晶体间距呈余弦分布,空气色散引起的相位失配量为2π的整数倍时,级联晶体的倍频温度特性最佳,最大转换效率可达47.9%,比单个KTP晶体倍频时的最高效率高12.9%,温度半宽度可达78℃,是单个KTP晶体倍频温度半宽度的两倍。提出的理论分析能合理解释级联晶体倍频过程中的实验现象,有助于提高倍频激光的温度稳定性。

晶体级联方式宽带三倍频方案的参数优化

针对时间位相调制的宽带激光,采用分步离散傅里叶变换及四阶龙格-库塔算法进行数值模拟计算.讨论了采用KDP晶体级联方式时,入射基频光的光强、带宽以及晶体厚度对三倍频转换效率的影响.对采用一块Ⅰ类二倍频晶体、一块Ⅱ类和一块Ⅰ类双混频晶体的级联宽带三倍频方式进行了晶体参数的优化.研究结果表明,使用两块级联的KDP晶体作为混频晶体,不仅能有效地提高带宽较宽条件下三倍频光的转换效率,还可以显著增大宽带三倍频的动态范围.经优化后,带宽1.11 nm时入射基频光强在3～8 GW/cm2范围内的三倍频转换效率可保持在60%～70%,比采用单倍频单混频方案时增大了30%～40%.

晶体级联方式的宽带三倍频方案分析

讨论了入射基频光频谱宽度、两块和频晶体失谐角对KDP晶体Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ类角度失谐级联方式的三倍频光功率谱分布的影响,分析了影响三倍频效率的因素。研究结果表明,第二块和频晶体得到的三倍频光的功率谱分布与基频光功率谱分布及失谐角有关,三倍频光频谱宽度近似为基频光的3倍,采用该方案的三倍频可有效抑制由于基频光时间相位调制导致的三倍频光强随时间分布的不均匀,并能有效提高大带宽条件下的三倍频转换效率。同时,采用该方案的三倍频,对级联的两块和频晶体厚度及失谐角调整精度要求不高,在实验上有很大的可操作性。

CsLiB_6O_(10)晶体的宽带三倍频模拟分析

为了研究高效的宽带三次谐波转换技术,采用了分步傅里叶变换和四阶龙格-库塔法对CsL iB6O10(CLBO)晶体的宽带三倍频过程进行了数值模拟,分析了单倍单混和单倍双混模式下三倍频转换效率随入射基频光强度、频谱带宽的变化关系,并与KDP晶体的宽带三倍频转换特性进行了对比。在强度为3GW/cm2的40阶超高斯脉冲入射下,得到单倍双混模式下三倍频转换效率达到60%时对应的频谱宽度为650GHz,这与利用KDP晶体在相同条件下获得的频谱宽度相比,提高了近250GHz。研究结果表明,在单倍双混模式下使用CLBO晶体作为频率转换的非线性晶体可以有效地提高宽带三倍频的转换效率。

放射性检测仪表在高压法三聚氰胺后反应器中的应用

文章在阐述放射性检测仪表基本原理的基础上,根据三聚氰胺后反应器的实际工艺状况及测量需求,设计了针对性的测量方案,并实现了长晶体级联、多通道内置式放射源防护罐、射线约束方向调节装置等多项技术创新,对三聚氰胺后反应器及其他类似装置测量设计具有一定的指导意义。

啁啾脉冲堆积宽带激光的三次谐波产生

针对啁啾脉冲堆积方法获得的宽带激光,分析了其形成机制,并给出了其时间波形和光谱分布。采用KDP晶体Ⅰ/Ⅱ类角度失谐的三倍频方案以及Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ晶体级联角度失谐方案,定量分析了啁啾脉冲堆积方式宽带激光三倍频转换效率随入射光强、带宽、以及晶体厚度等因素的变化,并与时间相位调制的宽带激光三倍频的相应结果进行了比较。研究结果表明,采用晶体级联方式可以大幅度提高宽带三倍频转换效率,并且啁啾脉冲堆积宽带激光的三倍频转换效率的提高比时间相位调制宽带激光更为明显。

高效宽带二倍频激光原理及实现方法

利用两块Ⅰ类KDP倍频晶体级联的方式,研究了时间相位调制宽带激光的二倍频特性。实验获得了二倍频转换效率与入射基频光功率密度的关系,在基频光功率密度为1.6GW/cm2时,最大二倍频转换效率达70%,接近理论模拟的结果。实验结果表明,在高功率密度和低功率密度基频光条件下,倍频光光谱宽度约为入射基频光带宽的一半,与理论计算结果一致,倍频光光谱未发生光谱窄化效应。实验结果为实现高效宽带二倍频和惯性约束核聚变(ICF)中利用高强度宽带二倍频光打靶提供了重要依据。

One-Dimensional InP-Based Photonic Crystal Quantum Cascade Laser Emitting at 5.36μm

An InP-based one-dimensional photonic crystal quantum cascade laser is realized. With photo lithography instead of electron beam lithography and using inductively coupled plasma etching, four-period air-semiconductor couples are defined as Bragg reflectors at one end of the resonator. The spectral measurement at 80K shows the quasi-continuous-wave operation with the wavelength of 5.36μm for a 22gm-wide and 2mm-long epilayer-up bonded device.

级联电光光子晶体的研究进展

利用级联的线性电光效应对光进行控制是一种非常有效而且常用的控制光的手段。对于周期性畴反转铌酸锂(PPLN)一维光子晶体,在平行于光轴方向施加电场可周期性改变折射率大小,形成电光光子晶体结构;在垂直于光轴方向施加电场不仅可以改变折射率椭球大小,同时可以周期性改变折射率椭球主轴方向。综述了部分已报道的基于周期性的级联电光效应的应用,介绍了其在可调的手性器件、全光逻辑门、基于快慢光的时间隐身和非线性光学等方面的应用,展望了级联电光效应在未来集成光子芯片中的潜在应用。

高功率宽频带激光的高效谐波转换及其新进展

介绍了高功率宽带激光谐波转换的意义、理论处理和高效转换方式，在讨论和分析已有的光谱角色散和晶体级联方式的特点和局限性的基础上，提出可能的改善途径及其应用前景，并提出和研究了适用于小口径多路高功率激光系统的新型ＬＢＯ晶体方式。

全光波长变换器研究进展

分析了全光波长变换器的几种方案 ,阐述了各自的优缺点 。

高效短脉冲宽带倍频绿光实现方法

针对纳秒量级调Q宽频带光纤激光器,分别模拟了利用光栅角色散补偿(ASD),棱镜ASD以及晶体级联方法对倍频效率的影响。采用LBO晶体Ⅰ类相位匹配,通过数值求解高斯光束三波耦合方程,得到了入射基频光线宽、聚焦光斑位置、聚焦光斑大小以及晶体长度对倍频转换效率的影响,并对晶体参数进行优化。计算结果显示:直接倍频时,对于5 nm宽频带激光,倍频效率只有17%;采用光栅角色散补偿可以在大光谱范围内倍频效率达到70%以上;棱镜提供的补偿较小,但也能使倍频效率提高50%;三块晶体级联可以使倍频效率提高130%。

空间走离和相速度补偿的高效飞秒脉冲倍频

采用两块大小均为10 mm×10 mm×0.2 mm的BBO晶体级联的实验方案对中心波长为800 nm、脉宽70 fs、重复频率10 Hz的激光进行了倍频,针对BBO晶体的空间走离和相速度失配,分别调节两块倍频晶体的光轴夹角和基频光的角度匹配失谐量。实验表明,两块倍频晶体光轴反向平行可以补偿空间走离效应,一定的角度失谐可以补偿基频光和倍频光的相速度失配。在无聚焦情况下,使用两块BBO晶体级联相互配合优化将8.1 mJ的入射基频光倍频后得到带宽6.7 nm(傅里叶转换极限脉冲宽度为35 fs)、2.8 mJ以上的倍频光。其倍频效率高达35.7%,是同等条件下单块晶体倍频转换效率的1.7倍。

Theoretical research on cascaded terahertz difference-frequency generation based on sphalerite crystals

A theoretical model of cascaded terahertz(THz) difference-frequency generation is established based on one-dimensional coupled-wave equations.The relationships between sphalerite crystals' wave vector mismatches and difference-frequency pump waves are analyzed.To produce terahertz wave with the frequency of 1.5 THz,80-order cascaded difference-frequency is applied.By introducing crystal absorption,we calculate the optimum crystal length and pump frequency under actual circumstances.It is found that Stokes waves dominate the terahertz waves output in cascaded progress,and cascaded difference-frequency can increase the photon conversion efficiency obviously.