BBO 晶体中位错的无损观察

用λ=532nm 的 Q 开关 Nd:YAG 的 SHG 光束为光源的光散射层析法,可以无损地观测BBO 晶体中位错的形态。适当地选择入射光束的直径和方向,可以看到衬度很好的 Frank—Read位错圈和三维 Frank 网络。为 BBO 晶体生长工艺及缺陷研究提供了一种有效的手法。

一种脉冲宽调谐BBO光参量振荡器的实验研究

使用Nd:YAG激光器的倍频(0.532μm)光泵浦BBO晶体光参量振荡器,使用一组腔片,获得 0.7-2.1μm可调谐激光输出,并对实验结果进行了分析。

BBO晶体中的级联二阶过程和三阶光学非线性效应

本文讨论了非线性光学晶体中的级联二阶过程。在小信号转换近似下，这一过程被公式化，由三阶非线性极化率表示。作为比较，用自位相调制和光学混频方法，研究了ＢＢＯ晶体的级联二阶过程。发现由于这一过程的存在，该晶体的三阶非线性被明显增加，极化率达１０￣（－１９）ｍ￣２／Ｖ￣２。

BBO晶体中有害杂质与光损伤

在光学参量振荡和Nd :YAG激光器的 2、3、4、5次倍频中 ,BBO晶体是非常重要和实用的非线性光学材料。由于非线性光学效应中的倍频转换效率与基频光束的光功率密度成正比 ,所以加大泵浦光的光功率密度可以增大倍频光的输出 ,但是这样做的结果往往会导致倍频晶体的破坏。提高BBO晶体的光损伤阈值 ,避免在高功率激光系统中晶体被激光损坏是个值得考虑的问题。BBO晶体的光损伤与晶体结构的不完整性有很大的关系。光损伤很大程度是由有害杂质引起的 ,沉淀在位错线上的外来有害杂质对激光的共振吸收会导致晶体的破坏 ,例如 :Fe、Pb、Ca等杂质在 1 0 6 4nm及 5 32 .1nm附近就有一个吸收峰 ,可对二倍频器件构成威胁。BBO晶体在紫外波段的损伤阈值 (比如在 35 4.7nm)比在可见与近红外波段低很多。这是因为Ca、Sr、Fe、Ti等杂质在 34 5 .7nm附近也有一个吸收峰 ,对 1 0 6 4nm的三倍频器件的威胁是很大的。本文叙述了BBO晶体光损伤的特点 ,讨论了有关杂质对光损伤的影响。

相图计算在BBO晶体生长中的应用

本文基于所计算的部分含BBO晶体的硼酸盐体系 ,研究了相图计算CALPHAD技术在BBO晶体生长过程中的一些应用。利用计算结果 ,阐述了BBO晶体生长过程中的助熔剂的选择、成分配料以及提拉法生长过程中等径条件的控制等环节。本工作结合CALPHAD技术为BBO晶体的生长提供了理论支持。最后 ,讨论了CALPHAD技术在晶体生长领域所具有的优势和潜力。

KTP和BBO晶体对1.06μm皮秒光脉冲的倍频效率

用５ｍ ｍ 的 Ｋ Ｔ Ｐ（ Ｋ Ｔｉ Ｏ Ｐ Ｏ４）和 Ｂ Ｂ Ｏ（β Ｂａ Ｂ２ Ｏ４）非线性晶体，对皮秒的 Ｃ Ｐ Ｍ ， Ｎｄ： Ｙ Ａ Ｇ 脉冲激光的腔外倍频效应进行研究，获得倍频能量转换效率分别为４２％ 和３２％ ，证明 Ｋ Ｔ Ｐ倍频效率高于 Ｂ Ｂ Ｏ。

熔盐提拉法生长β-BaB_2O_4晶体

采用熔盐提拉法从 Na_2O 等助熔剂中生长出高光学质量的非线性光学材料β-BaB_2O_2晶体。最大的透明晶体尺寸达φ46×18mm。晶体生长适宜的拉速和转速分别为0.5—1.0mm/day 和4—8r/min。研究了籽晶的方向对生长速度和质量的影响,讨论了 BBO 晶体生长过程中的固液界面形状问题。最后报导了晶体中一些缺陷。

基于单块晶体级联二阶非线性的超短激光脉冲脉宽压缩

研究了基于单块偏硼酸钡(BBO)晶体的级联二阶非线性效应实现超短激光脉冲脉宽压缩的原理。采用分步傅里叶变换及四阶龙格-库塔算法对描述I类飞秒脉冲倍频过程的耦合波方程组进行了数值计算,定量分析了基频光与倍频光位相失配量、非线性晶体长度、入射基频光峰值光强和初始脉宽等因素对脉宽压缩效果的影响,并对实验参数进行了优化。采用单块BBO晶体,对中心波长为800nm、脉宽为140fs的超短激光脉冲开展了脉宽压窄的实验研究,获得了两倍以上的脉宽压缩倍率。对不同基频光峰值强度和不同初始脉宽下的实验结果与理论模拟结果进行了比较与分析,结果表明,倍频过程中的位相失配量、初始基频光峰值光强、脉冲啁啾,以及初始基频光脉宽等因素对脉冲压缩效果的影响较大。若要获得较高的压缩倍率,需要综合考虑上述多种因素。

准连续钛宝石激光器中调谐紫外光源的产生

利用两块β－ＢａＢ２ Ｏ４（ＢＢＯ）晶体有效实现对平均功率为４００ ｍ Ｗ 左右、重复频率为１０ ｋＨｚ的准连续调谐钛宝石激光的倍频，获得了波长范围为３６０～４７６ ｎｍ 的调谐紫外及可见光源；利用和频效应获得了调谐范围为２４０～２６０ ｎｍ

具有中心对称结构的3m点群晶体中紫外三次谐波的产生

研究了中心对称晶体中的三阶非线性频率转换,并在这类晶体中实现了紫外激光的有效输出.确定了负单轴晶体的相位匹配角公式及相应的相位匹配角.选择带有离域共轭π键的冰洲石晶体和α-BBO晶体进行实验.以飞秒激光作为基频光,在Ⅱ类相位匹配方式下,利用α-BBO晶体获得了最高单脉冲能量为37.6μJ的266nm紫外三次谐波,最高转换效率为2.5%;利用冰洲石晶体获得了最高单脉冲能量为19.3μJ的266nm紫外三次谐波,最高转换效率为1.25%.该研究验证了利用中心对称晶体的三阶非线性效应直接获得紫外激光的可行性和获得深紫外激光的可能性,为紫外非线性晶体的探索和深紫外激光的研究提供参考.

BBO晶体用于掺铒光纤锁模激光宽带倍频的研究

从Sellmeier方程出发得到了BBO晶体在1550 nm波段具有波长不敏感的性质,因此BBO晶体可用于掺铒光纤锁模激光器的宽带倍频。采用分布傅里叶方法对倍频耦合波方程进行了数值求解,得到了不同功率密度以及不同脉宽基频光的情况下倍频效率和转换带宽随晶体长度的变化关系,提出了晶体最佳长度的选择标准。与小信号近似的选择方法相比,该方法的适用范围更广,可用于不同功率密度情况下的晶体长度选择。