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《双共振准相位匹配光学参量振荡器的调谐特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、量子光学学报9(2):79～83,2003ActaSinicaQuantumOptica文章编号:1007-6654(2003)02-0079-05双共振准相位匹配光学参量振荡器的调谐特性吴迎瑞,李永民,张宽收(量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,山西太原030006)摘要:利用全固化单频Nd:YVO4激光器泵浦双共振准相位匹配铌酸锂连续光学参量振荡器,实验研究了该光学参量振荡器下转换光的调谐特性。通过改变PPLN晶体的温度及OPO的腔长,下转换光的调谐范围分别为189nm和175nm,通过改变泵浦光频率,信号光频率连续调谐375MHz。实验结果与理论计算
2、值基本吻合。关键词:准相位匹配;双共振光学参量振荡器;调谐中图分类号:TN248.1文献标识码:A0引言续光学参量振荡器产生的2μm激光,在微量化学气[5]连续光学参量振荡器一直以其宽的调谐性能受体的检测、环境保护与监测等领域有着广泛的应[1,2]用前景,而且是一种在军事上有着非常重要应用的到人们的关注。近年来,随着高质量激光光源[6]的发展、高质量高效率非线性晶体的研制成功以及3μm～5μm的激光的有效泵浦源。电子控制系统方面技术的成熟,稳定、高效、宽调谐本文中我们利用自制的全固化单频Nd:YVO4的连续光学参量振荡器逐步走向实用化,这些优点激光器的1.06μm激光,泵浦由
3、PPLN晶体构建的使得它在高分辨率激光光谱学、遥感等方面有不可双共振连续光学参量振荡器,直接产生2μm下转换[3]替代的应用价值。激光,并通过改变泵浦光的频率、PPLN晶体的温度准相位匹配晶体是近些年出现的一种新型非线以及OPO的腔长等参数,分别研究了OPO下转换[4]性晶体,同常规的双折射匹配晶体相比,它可以利光调谐特性。实验结果基本与理论计算值相吻合。用非线性晶体最大的有效非线性系数进行频率变换,而且在晶体的整个透明区域内,不满足严格相位1OPO调谐特性的理论分析匹配的光束也可以通过改变温度在晶体内进行有效1.1温度调谐的参量相互作用,从而扩展了频率变换的范围。因对于一阶
4、极化准相位匹配来说,相位失配波矢此,利用准相位匹配材料构建的连续光学参量振荡[4]为:器已经成为一个有效的能产生相干的、波长可调谐2πΔkQ=kp-ks-ki-(1)的近红外和中红外的光源。特别是利用1.06μm激Λ光泵浦由准相位匹配铌酸锂(PPLN)晶体构建的连其中,kp,ks,ki分别为泵浦光、信号光和闲置光的收稿日期:2003-06-05基金项目:国家自然科学基金(No.69938010);山西省青年科学基金和回国留学人员基金项目作者简介:吴迎瑞(1979-),女,山西运城人,山西大学光电研究所硕士研究生,研究方向:激光技术与量子光学.·80·量子光学学报9(2)200
5、3波矢,Λ为准相位匹配晶体的极化反转周期。置光在腔内同时共振,因此有:要实现最佳参量变换作用,必须满足两个条δωs=-δωi,δNs=-δNi(6)[7]件:联立(5)和(6)式,我们可以得:1)能量守恒:ωpδLa+Lδcωsn0(ωs,T)-n0(ωi,T)hνp=hνs+hνi(2)2)相位匹配:δn0(ωs,T)δn0(ωi,T)+ωs+δωsδωinp(λp,T)ns(λs,T)ni(λi,T)1---=0δλpλsλiΛn0(ωi,T)-ωp=0(7)δωi(3)利用方程(7)我们可以得出腔长改变量δLa与下转其中,νj(j=p,s,i,下同)为泵浦光、信号光和闲
6、置换光频率改变量δωs之间的关系。利用DRO的这个光的频率,λj为泵浦光、信号光和闲置光在真空中特性,就可以通过改变DRO腔长对下转换光进行频的波长,nj(λj,T)为泵浦光、信号光和闲置光在晶率调谐。体中的折射率。对于一定的泵浦波长λp和极化周1.3泵浦光频率调谐期Λ,(2)式和(3)式给出了不同温度下信号光和闲双共振光学参量振荡器可以通过改变非线性晶置光的波长值,即信号光和闲置光随温度变化的调体的温度和OPO的腔长来获得较大范围的调谐,问谐特性。题是这两种方法都无法使下转换光的频率连续调1.2腔长调谐[9]对于双共振连续光学参量振荡器(DRO)来说,谐。但是通过连续改变泵
7、浦光的频率可以对下转谐振条件除了要满足能量守恒关系式(2)外,还应该换光的频率进行连续调谐。由于是频率连续调谐,同时满足信号光和闲置光的共振条件[8]:不会发生跳模现象,所以δNs=0,δNi=0。假定ω方程(4)中泵浦频率有一个微小的改变量δωp,由于s[La+n0(ωs,T)Lc]=2πNs+
