Optimization of quadrature frequency conversion with type-Ⅱ KDP for second harmonic generation of the nanosecond chirp pulse at 1053 nm

A second harmonic generation system with two type II KDP crystals in quadrature is optimized for the nanosecond chirp pulse. The acceptance bandwidth of this optimizing scheme is close to 10 nm by using two crystals with slightly opposite angular detuning from phase matching and the conversion efficiency can reach 70% for top-hat chirp pulse at -2 GW/cm^2 in theory. The preliminary experimental results are obtained on the 9th beam of Shen Guang Ⅱ SGⅡ laser system, and the performance of optimization is partially verified.

变频谐振下10 kV电缆缺陷局部放电检测研究

采用目前方法检测电缆缺陷局部放电时,因变频谐振PD信号的影响而导致其整体有效性较差。提出变频谐振下10 kV电缆缺陷局部放电检测方法。在二阶包络线的基础上提取局部放电信号脉冲,并通过阈值策略消除局部放电信号中存在的噪声,避免其对检测过程造成干扰;提高局部放电脉冲信号的时域波形、频域波形特征量,将其输入BP网络中,在变频谐振下完成10 kV电缆缺陷局部放电检测。实验结果表明,所提方法的识别率高,其检测结果的相对误差低。

低扬程轴流泵反向发电技术研究与应用

为实现大型低扬程立式轴流泵反向发电运行,利用电子变频技术代替机械变频技术,将高压四象限变频器应用于淮阴二站反向变频发电,并分析了并网方案、变频控制策略,同时对现场进行改造,实现了水泵发电运行的无级调速,可根据运行工况自动跟踪水泵机组最优发电转速从而达到最大发电功率,使效益最大化。

热透镜效应对半整块腔型中二次谐波过程的影响

二次谐波过程是制备高功率、宽波长范围激光的有效途径.在二次谐波过程中,晶体的热透镜效应是限制转换效率进一步提高的重要因素,热透镜效应对二次谐波转换效率的影响随着基频光功率的增大而加剧.本文理论分析了不同半整块腔型中热透镜效应对转换效率的影响关系;实验上搭建了两种腔型进行高效外腔倍频制备532 nm激光,测量其倍频转换效率随基频光功率的变化关系.对于平凹型半整块腔,在输入光功率为800 mW时,产生747 mW的532 nm激光输出,得到最佳的转换效率为93.4%±3%;对于双凹型半整块腔,在输入光功率为600 mW时,产生529 mW的532 nm激光输出,得到的最佳转换效率为88.2%±3%.研究表明,热透镜效应对双凹型半整块腔的转换效率影响相对较大,且随着腔内损耗的增加而加剧;相比于双凹型半整块腔,平凹型结构可以实现更高效的倍频转换.本文的理论及实验结果可在量子信息科学、光学频率计量以及生物医学等领域的研究中发挥重要作用.

二倍频晶体温升分布对输出光场分布的影响

利用分步快速傅里叶变换和四阶龙格-库塔法,对具有一定温升分布的倍频晶体的二次谐波转换过程进行了研究。综合考虑了谐波转换过程中的离散、衍射、二阶、三阶非线性等效应,着重讨论了倍频晶体吸收光能后,晶体内温升分布对晶体内o光和e光的折射率分布的影响,定量分析了温度分布引起的相位失配量、输出光场分布、二次谐波转换效率随倍频晶体温度分布变化的规律。结果表明:在高功率倍频系统中,倍频晶体温升分布引起基频光、倍频光的相位失配,相位失配导致输出光场光强分布的变化以及谐波转换效率的降低。

脉冲泵浦波长转换改善泵浦带宽容限的研究

基于准相位匹配铌酸锂波导的波长转换,分析了采用脉冲泵浦的方法提高泵浦带宽容限的机理.研究表明:窄脉冲的频带内包含有大量的频谱分量,这些谱分量可以通过倍频效应和和频效应两种机制产生0.8μm波段的光场,使泵浦带宽容限得到了改善.理论计算和实验都证明了在40GHz的ps级脉冲泵浦的波长转换时,-3dB泵浦带宽容限提高到大约3nm.

单到单和单到双信道皮秒脉冲全光波长转换的实验研究

基于周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导级联倍频和差频(SHG+DFG)的二阶非线性效应,提出并实验研究了皮秒脉冲的可调谐波长转换以及单信道到双信道的波长转换.信号光采用重复频率为40GHz,脉宽为1.57ps的脉冲信号.连续抽运光由光纤环形腔激光器(FRL)提供.不同于传统的SHG+DFG型波长转换,信号光固定在PPLN光波导倍频过程的准相位匹配(QPM)波长处,通过调节抽运光的波长实现了转换空闲光的可调谐输出.当使用两个抽运光时实验观察到了单信道到双信道的波长转换.

掺杂CLBO晶体的生长及性能研究

本文采用顶部籽晶泡生法进行掺杂CLBO晶体的生长及性能研究。分别掺入稀土离子Nd3 + 、Ce3 + 、Eu3 + ,均生长出透明晶体。通过测量掺杂CLBO晶体的荧光谱和定量分析晶体中杂质含量 ,证实这些杂质确实已掺入CLBO晶体中。对掺杂晶体进行了吸潮特性和倍频效应的研究 ,发现掺杂CLBO晶体的吸潮性能有很大的改善 ,激光倍频转换效率仍然很高。

聚焦对二次谐波转换效率的影响

利用ＫＴＰ晶体，腔外倍频１．０７９５μｍＴＥＭ＿（００）模Ｎｄ：ＹＡＰ激光，在实验上研究了二次谐波转换效率随聚焦透镜的焦距及晶体位置变化而变化的规律。结果表明：给定的晶体，存在一个最佳聚焦条件及最佳的晶体位置。

基于倍频波长转换中走离效应产生多个脉冲的研究

利用倍频光与泵浦光脉冲之间的走离效应,通过在周期性极化的LiNbO3波导中间增加两段未被极化的波导,1.55μm波段的泵浦脉冲在极化的波导部分产生0.77μm波段的倍频光,在未被极化的部分不产生倍频光,形成了三个被间隔开来的倍频子脉冲.通过差频将三个倍频子脉冲还原成1.55μm波段的三个差频脉冲,实现了用一个泵浦脉冲产生三个转换脉冲.用数值模拟计算展示脉冲的产生及其演化过程,并讨论了用LiNbO3波导参量控制脉冲特征参量的方法.

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

准相位匹配非线性光频转换理论研究

从非线性耦合的基本方程出发,描述了光学二次谐波(SHG)产生,分析了影响二次谐波转换效率的各个因素,阐述了相位匹配的概念,解释了准相位匹配(QPM)技术对提高非线性光频转换效率的作用,最后与传统的双折射相位匹配(BPM)相比较,总结得出利用准相位匹配技术在实现非线性光频转换过程中所具有的优点.

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。

迈克尔逊干涉仪非线性耦合腔的内腔倍频技术

本文描述使用迈克尔逊干涉仪非线性耦合腔的内腔二次谐波产生(SHG)的新方法.在KTP晶体中获得65%的平均内腔倍频转换效率.推导关于这些耦合腔的非线性矩阵微分方程式,能计算出增强倍频转换效率公式.与其他理论和实验结果的简明比较,证明本方法在理论与实验之间有较好的符合.

基于PPMgLN晶体的全光通信波长转换器研究

波长变换技术是组成全光分组交换网中的重要技术之一,而当前比较成熟的基于半导体光放大器的波长转换技术在传输速率、信号格式、波长转换通道数和灵活性上还存在缺陷,不利于今后高速大容量光网络的发展。本文提出了基于周期极化掺氧化镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的非线性波长转换方案,该方案采用I型准相位匹配(QPM)技术实现宽带倍频(SHG)、和频(SFG)和差频(DFG),再通过级联二阶倍频差频(cSHG/DFG)或级联二阶和频差频(cSFG/DFG)波长转换机制,实现全光通信波长转换。在全光网络中,该方案能够很好地解决波长竞争、传输格式达到完全透明、降低网络阻塞率、提高网络传输速率等问题。

超导腔数字自激垂直测试系统

基于数字自激算法设计并实现的超导腔垂直测试系统提高了超导腔的垂直测试效率,为先进光源技术研发与测试平台(PAPS)的超导腔批量化生产提供了重要保障;垂直测试系统的射频前端和时钟分配系统采用了二次上下变频方案,可以在一定范围内灵活设置测试系统自激环路的工作频率,增大了该测试系统的工作带宽。利用此系统完成了1.3 GHz 9-cell超导腔的通带频率测试,结果表明,该测试系统能有效避免不同模式之间的串扰,具备较强的频率分辨能力(<800 kHz),保证多单元超导腔性能验证的进行。

短程有序结构中宽带二次谐波产生的研究

本文从理论和数值模拟上分析了一种短程有序铁电畴结构中二次谐波的产生过程。这种短程有序结构是由一系列一定长度的周期极化铁电畴结构和任意长度的单畴结构交替构成。研究了结构参数对频率变化过程中频谱带宽和转换效率的影响。结果表明,转换效率可以通过增加短程有序结构的晶体长度得到提高,而频谱带宽的大小可以通过调节周期极化结构的长度加以控制。

基于PPLN波导全光频率转换技术的研究

围绕全光频率转换技术 ,简要叙述了基于 PPLN波导二阶非线性效应实现的全光频率转换技术的原理及其在全光网中的应用 ,最后对其发展前景做了展望。

用于赝热光鬼成像双波长高分辨激光光源研制

报道了一种基于Cr^(4+):YAG晶体被动调Q的Nd:YAG行倍频后获得稳定的532 nm激光输出。该激光器输出1 064 nm大于500 mJ,在不同重频下的输出能量分别为551 mJ@1 Hz,553 mJ@3Hz,546 mJ@5 Hz和518 mJ@10 Hz,脉冲能量RMS<6.2%。光源入射到直径为20 cm的毛玻璃上,CCD采集图像经计算得到,该赝热光源的二阶量子相关函数g(2)为1.963,接近理论值2。该激光系统为赝热光鬼成像提供了良好的光源。

基于级联倍频+差频效应的宽带波长转换过程

利用阶梯分段准相位匹配结构实现了基于级联倍频+差频效应的单通/双通宽带波长转换。对于固定的晶体长度,通过增加阶梯段数并合理设计准相位匹配结构参数,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和高平坦性。当晶体长度为3cm时,在保证平坦度低于0.2dB的前提下,单通构型波长转换器的转换带宽和最大转换效率可分别达到177nm和-9.94dB,而双通构型的分别为170nm和-4.15dB。最后对基于阶梯分段准相位匹配结构的波长转换器与基于正弦啁啾光学超晶格和分段光栅结构的波长转换器的特性进行了对比分析,结果显示阶梯分段结构具有良好的综合特性。