激光倍頻晶體的分析現(xiàn)狀分析畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-29 05:27本頁面
【正文】 容易非常高PPLT小較高容易高抗光傷比PPLN強(qiáng)LBO較大很高容易高BBO較大很高可實(shí)現(xiàn)高抗光傷高達(dá)1000mW/cm 倍頻晶體直接關(guān)系到激光的轉(zhuǎn)換效率和功率輸出，以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。國內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)對倍頻晶體進(jìn)行了多方面的研究和使用。圖24 利用PPLT的倍頻實(shí)驗(yàn)流程圖3 結(jié)果與討論倍頻晶體利用激光與晶體的相互作用產(chǎn)生的諧波、合頻、差頻和參量振蕩等二階非線性光學(xué)效應(yīng)進(jìn)行光的頻率轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展了激光頻率覆蓋的光譜范圍。利用PPLT的倍頻實(shí)驗(yàn)流程如圖24所示。%。倍頻晶體PPLT由南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室采用室溫外電場極化法制備，晶體尺寸為40 mm3mm，端面沒有鍍膜。與周期性極化的鈮酸鋰PPLN相比，PPLT晶體超晶格的非線性系數(shù)雖然低一些，但抗光損傷能力較強(qiáng)，日益受到人們的重視。但是也得到了一些啟示，即結(jié)合周期極化非線性晶體可以產(chǎn)生一個(gè)新波長的激光。圖23 美國勞倫斯實(shí)驗(yàn)室Alex Drobshoff的實(shí)驗(yàn)流程圖圖23中OfOf3為泵浦輸運(yùn)光纖；OfOf4為光纖放大器；MMMM4為雙色鏡；ISO為光隔離器；PPKTP為倍頻晶體；PBS為偏振棱鏡；PP2為半波片；PP4為四分之一波片。晶體的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了11%。國外一些利用PPKTP[5]倍頻晶體進(jìn)行光纖激光倍頻的實(shí)驗(yàn)也較多。實(shí)驗(yàn)如圖22所示。在倍頻(SHG)光學(xué)系統(tǒng)中用包層的光纖激光器輸出的1064nm激光作為泵浦光，常溫下得到PPKTP器件的最高SHG轉(zhuǎn)換效率，%。 PPKTP晶體倍頻應(yīng)用PPKTP晶體（周期性極化磷酸氧鈦鉀晶體）是世界各國使用比較頻繁，且較為成熟的倍頻晶體之一。在圖21中，①為主振蕩器；②為前置放大器；③為功率放大器；④為倍頻器；WDM為波分復(fù)用器；EDF為摻Er光纖；SESAM為半導(dǎo)體飽和吸收鏡；FM為光纖反射鏡；LMA EDF為寬模摻鉺光纖；PPLN為倍頻晶體。其轉(zhuǎn)換效率為44%。圖21 PPLN晶體實(shí)驗(yàn)流程圖 PPLN晶體倍頻輸出可見光[2]，通過977nm的泵浦光輸運(yùn)，送至前置放大器，并經(jīng)過功率放大，縮束后由PPLN倍頻，可以輸出功率60mW、波長為807nm的激光。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)寬帶多縱模的光纖激光將會影響諧波的轉(zhuǎn)換效率，要獲得高的轉(zhuǎn)換效率需要單模窄帶寬頻率穩(wěn)定性好的光纖激光。在圖21中，PBS為偏振棱鏡；PPLN為倍頻晶體；Pris為分光棱鏡；f、f、f和f為透鏡?！鏁r(shí)，抽運(yùn)功率為650mW時(shí)，%的最高諧波轉(zhuǎn)換效率；在抽運(yùn)功率為970mW時(shí)，可以得到59mW的最高綠光功率輸出。周期性極化鈮酸鋰晶體(PPLN)，尺寸為20mm5mm。 PPLN晶體倍頻輸出綠光 利用周期性極化晶體PPLN和雙包層光纖激光相結(jié)合可以獲得綠光激光輸出。PPLN晶體（周期性極化鈮酸鋰晶體），～5μm，在可見和紅外波段具有較低的散射和吸收，結(jié)構(gòu)破壞閾值為10J/ cm2 (波長為1064nm，脈寬10ns)。在光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究中，利用倍頻晶體實(shí)現(xiàn)光波長變換輸出的較多。通過改進(jìn)了高壓極化電場的有參數(shù)，在一定程度上可以提高PPKTP晶體的質(zhì)量。PPKTP器件的制備具有很高的技術(shù)含量，因此價(jià)格十分昂貴。實(shí)驗(yàn)證明KTP晶體的抗光傷強(qiáng)度可高達(dá)400mW/cm2，而BBO晶體可高達(dá)1000mW/ cm2以上。他們制備的PPKTP器件主要用于激光倍頻、光參量振蕩等非線性場合。每一種材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，相對而言，KTP晶體以其較低的矯頑場電壓和光折變效應(yīng)，較高的光破壞閾值和非線性系數(shù)以及良好的溫度穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注，成為新一代準(zhǔn)相位匹配器件的研究熱點(diǎn)。目前主要用KTP、BBO、LBO、PPKTP和PPLN等晶體。因此，人們開始對各種光學(xué)晶體的倍頻特性進(jìn)行深入研究。2 倍頻晶體的現(xiàn)狀分析 倍頻晶體 1961年，F(xiàn)ranken和他的同事們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅寶石激光束通過石英晶體時(shí)，能夠產(chǎn)生兩倍頻該光束的紫外光。光纖激光器的準(zhǔn)相位匹
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