时间位相调制对高强度三次谐波转换的影响

在惯性约束聚变研究中 ,为了利用光谱色散进行光束匀滑以及抑制KDP晶体等大口径光学元件中的横向受激布里渊散射 ,通常需要对激光脉冲进行时间位相调制 详细讨论了高功率条件下KDP晶体Ⅰ /Ⅱ角度失谐三倍频方案中 ,时间位相调制对三次谐波转换效率和脉冲频谱的影响 研究结果表明 。

高强度三次谐波转换对光束质量的影响

分别利用光强对比度和功率谱密度作为激光束的振幅调制和位相畸变的定量描述参量 ,研究了在高功率条件下 ,三次谐波转换过程对激光光束质量的影响 。

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

以I/II类角度失谐三倍频方案为例,详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响,定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明,三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍;入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显,但是当入射功率密度较大时,基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。

大动态范围高效率三次谐波转换的特性研究

根据激光核聚变 ( ICF)物理实验中整形脉冲对倍频器的要求 ,对高功率密度下的 KDP晶体 / 角度失谐和 / 偏振失配双倍频双混频两种高效三倍频方案进行了详细的模拟计算和对比分析 .结果表明 :该方案具有动态范围大、调节精度降低等优点 。

CLBO晶体用于三次谐波转换的特性研究

讨论了ＣＬＢＯ晶体用于高效率三倍频的机理，从理论上分析了产生高次谐波转换的基本特性，对ＣＬＢＯ晶体在高功率激光装置中产生高效率谐波转换的基本参数进行了数值模拟计算，并与ＫＤＰ晶体三次谐波转换的特性进行了比较，给出了ＣＬＢＯ晶体产生高效率谐波转换的基本条件。

窄带三次谐波转换的逆问题

以分步离散傅里叶变换和四阶R-K法为基础,给出了解决激光三次谐波转换逆问题(即已知输出三倍频光场分布以及三次谐波转换器参数的情况下,求解输入基频光场分布)的方法,对三次谐波转换的逆问题进行了数值计算和分析,并讨论了逆算的初始光场条件对迭代计算次数及计算精度的影响。结果表明,对于设定的输出三倍频光场分布,可通过逆解三次谐波转换过程及数值迭代方法,求得相应的输入基频光场分布。

离散效应对高强度激光三次谐波转换的影响

使用分步傅里叶变换和四阶龙格库塔法(R K),对高强度激光以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐方式,在KDP晶体中的谐波转换进行了研究,详细讨论了离散效应对三次谐波转换的影响。结果表明,离散效应不但降低了三次谐波转换效率,而且使谐波光束质量显著降低;初始入射基频光束腰半径较小时,离散效应是二次谐波转换和三次谐波转换效率降低的主要因素,失谐角对三次谐波转换的影响较小;随着束腰半径的增加,离散效应的影响逐渐减小,失谐角对三次谐波转换的影响逐渐增加。

LBO晶体用于宽带激光谐波转换的基本特性

实现宽带高功率钕玻璃激光高效谐波转换的关键在于选择合适的非线性晶体和技术。文中给出了波长为１．０５４μｍ的基波光脉冲在ＬＢＯ晶体中的各类倍频及三倍频相位匹配，着重分析了ＬＢＯ的光谱接受范围和角度接受范围。结果表明，采用成熟的谐波转换技术，选用ＬＢＯ晶体，可实现ｌｎｍ左右的宽带高功率激光的高效三倍频转换。

二次谐波转换中的衍射和离散效应

以 类匹配 KDP晶体中高斯光束的二倍频为例 ,对衍射和离散两种因素对二次谐波转换效率的影响进行了数值模拟计算。结果表明 ,衍射的影响非常小。当入射超高斯光束口径非常小时 ,离散效应的存在将大大降低倍频转换效率。随着入射光束口径的增大 ,离散效应的影响相应地减小 ,甚至可以忽略。

宽带钕玻璃激光的高效三次谐波转换

提出了一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频技术———组合激光工作模式(宽带激光与窄带激光混频)方案。数值模拟研究表明:利用窄线宽钕玻璃激光脉冲,可以缓解宽频带激光谐波转换过程中群速度失配对转换效率的影响,从而提高宽带钕玻璃激光的转换效率;并且该方案可以与目前使用成熟的双和频晶体方案结合,从而能支持目前钕玻璃激光装置能达到的最大带宽约5nm的高效三倍频(理论上效率达约80%)。

脉冲形状对3次谐波转换的影响分析

为了使谐波转换系统保持高效稳定的3次谐波转换,采用数值模拟的方法,研究了基频光脉冲波形对3倍频转换效率的影响,并对高斯脉冲和平顶脉冲的不同谐波转换特点作了详细分析。当基频光为高斯脉冲时,在3GW/cm2的输入条件下最佳的2倍频转换效率为56.8%,低于理论预计的66.7%。进一步计算了不同功率密度下,最佳2倍频转换效率与超高斯脉冲阶数的关系。当考虑空间走离效应,基频光时间和空间均为平顶分布时,最佳的2倍频转换效率为62%;若基频光时间为平顶分布、空间分布为高斯分布时,最佳2倍频转换效率为51%,进一步地偏离66.7%。结果表明,当基频光脉冲形状偏离理想的平顶分布时,适当地降低2倍频转换效率,可提高3倍频转换效率。

三阶非线性效应对高强度三次谐波转换的影响

研究在高功率条件下I/II类角度失谐倍频方案中 ,KDP晶体的三阶非线性效应对三次谐波转换效率和光束质量的影响。研究结果表明 ,三阶非线性效应不仅使三次谐波转换效率明显下降 。

皮秒激光中KTP晶体灰迹对二次谐波转换效率的影响

高功率激光在KTP晶体中引起的“灰迹”(gray -tracking)现象 ,影响了二次谐波转换效率的进一步提高。本文利用凸 -ARR非稳腔产生的皮秒光脉冲比较和研究了KTP和BBO晶体的倍频转换效率 ,分析KTP灰迹形成对转换效率的影响。腔外倍频实验中 ,分别获得 43 .8%和 3 2 %的转变效率 ;当采用腔内倍频方式 ,其转换效率分别为 5 3 .4%和 70 %。结果指出 :在较低的激光功率下 (小于KTP灰迹产生阈值 )KTP的转换效率高于BBO晶体 ;而在高功率密度情况下 ,由于KTP灰迹的产生 ,使它的倍频转换效率低于BBO晶体。

二次谐波转换对激光脉宽影响的实验研究

实验研究了 KDP晶体二次谐波转换非线性效应对脉宽测量精度的影响。结果表明 :在小信号近似下 ,长度为 1～ 3cm的 KDP 类晶体 ,对于近高斯脉冲 ,其基频脉宽与倍频脉宽存在 2的关系 ;对于非近高斯脉冲 ,基频脉冲半宽与倍频脉冲波形的 1 /4高宽相等 ;在输入功率密度和能量转换效率较高时 ,基频与倍频脉宽无固定关系。

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。

位相扰动对三次谐波转换的影响

采用Ⅰ /Ⅱ角度失谐的三倍频方案 ,以超高斯光束作为入射基频光场 ,建立了位相扰动光束三次谐波转换的理论模型 ,并作数值模拟计算。结果表明 ,位相扰动不仅影响二、三倍频光的转换效率 ,还对各谐波光束质量产生影响。

大口径KDP晶体加工相位扰动与三次谐波转换

根据神光Ⅱ三次谐波转换中的各种现象,分析了晶体中高频周期相位调制的影响。目前国内大口径KDP晶体在中高频段存在强烈周期性相位调制,相位调制周期约20mm,调制幅度约35nm,导致三次谐波近、远场产生明显的强度调制,实验测得三倍频的近场周期条纹对比度在0.1～0.3之间,周期约12mm,理论分析该周期相位调制导致光束下游元件产生自聚焦风险明显增大,并且会引起三倍频远场畸变分裂,可聚焦能力下降。中高频段的周期调制可能来自于晶体加工过程中真空吸附,需要进一步实验判断并在加工中消除周期性的相位扰动。

LD抽运Nd∶YAG激光器声光调Q高效内腔谐波转换

报道了一台半导体激光器 (LD)抽运的声光调Q高效内腔谐波转换Nd∶YAG激光器 ,当注入抽运功率为 12W时 ,声光调Q的基频波 (1 0 6 4μm)输出平均功率为 2 6W ,采用内腔倍频技术 ,在简单腔情况下 ,二次谐波 (5 32nm)输出平均功率达到了 2 1W ,光 光转换效率分别达到 2 1 7%和 17 5 %。

相位畸变在三次谐波转换中对聚焦光斑形态的影响

采用均方根(RMS)梯度表征的随机相位屏描述光束的低频相位噪声;用随机相位扰动描述中、高频相位噪声,建立了波前相位畸变模型。以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐KDP晶体的高强度三次谐波转换为例,详细研究了三次谐波转换过程中,基频光和三倍频光的波前相位畸变之间的定量变化关系。分析了三次谐波转换过程对聚焦光斑形态的影响。研究结果表明,三倍频光的焦斑半径随着基频光低频相位畸变的均方根梯度增大而明显增大,且在均方根梯度较大时,三倍频光的焦斑半径几乎与基频光相近。

基于混频效应的宽带激光谐波转换理论

提出了一种新的宽带激光谐波转换理论 ,指出实际宽带激光谐波转换不能简单应用倍频理论 ,提出同时存在不同波长之间满足和频相位匹配情况 ,因而宽带谐波转换应该是一个倍频加和频的混合转换过程 .在合理设计下 ,不同波长之间的和频效应可以在整个谐波转换中占主导地位 ,突破了传统允许波长的限制 ,这种理论和方法不仅适合二倍频 。