双块KTP晶体正交倍频的绿光激光器特性研究.pdf

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1、第34卷第4期2012年8月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSVoI．34，No．4August，2012文章编号：1005—5630(2012)04—0062—05双块KTP晶体正交倍频的绿光激光器特性研究兰明伟，沈学举，李晓明(军械工程学院，光学与电子工程系，河北石家庄050003)*摘要：基于非线性光学的频率变换理论，采用双块磷酸氧钛钾(KTP)晶体外腔正交倍频的方式产生二次谐波以提高基频光的倍频转换效率。用长度分别为6mm，8mm，15mm的三块KTP晶体进行实验，比较了双块KTP晶体正交和平行串接以及单块

2、KTP晶体的倍频特性，得到几组倍频转换效率随基频光功率密度变化的曲线。实验结果表明，采用双块KTP晶体倍频的倍频激光器能够有效地提高绿光激光器的动态范围且在520～750MW／cm2，双块KTP晶体正交串接倍频比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30％。关键词：倍频；KTP晶体；转换效率；动态范围；走离角中图分类号：TN248．1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2012．04．014Researchongreenlaserwithquadraturefrequenc

3、ydoublingKTPcrystalLANMingwei，SHENXueju，LIXiaoming(DepartmentofOpticalandElectronicEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract：TwoKTPcrystalsoutsidethecavityareusedtogeneratethesecondharmonicwavewithquadraturearrangementbasedonnonlinear

4、opticalfrequencytransformtheorytoincreasetheharmonicconversionefficiency．ThreepiecesofKTPcrystalwithlengthin6mm，8mm，15mmarerespectivelyusedinexperiments．TheresultsofaschemeoftWO—pieceKTPcrystalorthogonalorparalleltandemwithmonolithicKTParecomparedandseveralgroupsof

5、harmonicconversionefficiencywithfundamentalpowerdensityareobtained．Theresultshowsthattwo—pieceKTPtandem1aserhashighdynamicrangeanditissuperiortomonolithicones．Two—pieceKTPorthogonaltandemhasnearly30％higherconversionefficiencythanmonolithiconewiththesamelengthfrom52

6、0～750MW／cm2．Keywords：frequencydoubling；KTPcrystal；conversionefficiency；dynamicrange；walkoffangle引言近些年来，用非线性晶体转换较高能量的激光器以获得不同频率的高能量激光器已经成为非线性光学的一项十分重要的研究内容[I-3]。倍频绿光激光器便是其中最为典型的应用。绿光激光器在可调谐激光器的泵浦源、流场显示、海洋探测、激光致盲、致眩、对潜通信等方面有着广阔的应用前景，特别是可以作为受控热核聚变的驱动器和铀同位素分离的激光光源的泵浦源。

7、影响倍频转换效率的主要因素有激光光源(功率密度、光束质量等)、倍频材料(非线性效应、相位匹+收稿日期：2012—02—22作者简介：兰明伟(1987一)，男，河北唐山人，硕士研究生，主要从事倍频激光器方面的研究。第4期兰明伟，等：双块KTP晶体正交倍频的绿光激光器特性研究·63·配、走离角等)、倍频方式等多方面因素。因此，提高二次谐波产生的效率目前主要从几个方面考虑：(1)通过改善激光光源的方法提高倍频转换效率，主要是采用LD端面或者侧面泵浦代替氙灯泵浦以提高基频光功率密度实现基频光高效输出[4]，同时用光束均匀化或高斯输出

8、镜的方案也能提高基频光的光束质量以实现高效倍频转换；(2)通过研究新型倍频晶体提高倍频转换效率，磷酸氧钛钾(KTP)晶体以其良好的较大的非线性系数、较小的走离角、较宽的透光波段以及相对高的损伤阈值等优点，在倍频转换中得到了广泛的应用；(3)改善倍频方式方面，主要是通过采用将倍频晶体置于腔内