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光纤激光泵浦的光学参量振荡研究 1

2012-11-05 00:02
汉水狂客
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  2.2.2 周期极化晶体PPMgLN

  非线性光学晶体的选择原则是:

  ①具有较高的非线性光学系数;

  ②具有较高的光损伤阈值;

  ③具有较宽的透光范围,在工作波段对泵浦光和参量光有较高的透过率;

  ④能获得足够大尺寸、光学均匀性好的晶体,且易于加工;

  ⑤硬度大,物化性能稳定,不易潮解。对于周期极化晶体还要考虑铁电晶体的矫顽场强度,它的大小决定了周期极化晶体制作时所需极化电场强度。

  掺杂氧化镁的周期极化铌酸锂(PPMgLN)是近年来被广泛应用在非线性频率变换器件中的准相位匹配晶体,它具有非线性系数大、光折变损伤阈值高等优点,尤其适合用于中红外3~5μm波段的参量产生。

  本文选用掺杂MgO摩尔分数为5%的周期极化铌酸锂作为OPO的非线性增益介质。由于其矫顽场相比未掺杂的PPLN大大降低,使得制作大厚度PPMgLN器件成为可能,而且PPMgLN晶体的抗光损伤阈值比常规无掺杂LiNbO3晶体提高了近100倍,因此可以在常温下实现非线性光学频率转换。

  PPMgLN晶体对e光的折射率满足以下Sellmeier方程:

  2.3 皮秒光学参量振荡器方案及参数设计

  2.3.1 泵浦源

  OPO的泵浦源采用全光纤MOPA结构皮秒脉冲激光器,其结构如图5所示。

  图5  全光纤MOPA皮秒光纤激光器结构示意图

  种子源为半导体饱和吸收镜(SEASAM)被动锁模掺镱光纤激光器,输出中心波长为1064nm的皮秒脉冲。种子源之后熔接光纤隔离器和带通滤波器分别用来防止回光干扰和滤除放大自发辐射(ASE)。种子源输出的激光经过两级预放大后进入主放大级,增益光纤采用大模场面积双包层掺镱光纤,纤芯直径15μm,内包层直径130μm,输出激光为基横模。

  锁模光纤激光种子源工作特性见表2.2

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