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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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  为了考察晶体长度、极化周期等参数的影响,并实现OPO波长的周期调谐,我们分别选用了单周期和多周期PPMgLN晶体进行实验研究。具体尺寸参数如下:

  ①单周期:4mm(Width)×1mm(Thickness)×40mm(Length),周期为30.5μm;

  ②多周期晶体:8.2mm(Width)×1mm(Thickness)×50mm(Length),周期为28.5~31.5μm,相邻周期相差0.5μm,共7个不同的晶体周期。实验中实际利用了28.5μm ~30.5μm内的5个周期。

  根据2.2.2节的Sellmeier方程,计算了PPMgLN-OPO输出参量波长的调谐曲线,如图9所示。

  图9  理论计算的参量波长调谐曲线

  计算用泵浦波长为1.064μm。在两种调谐方式中,晶体极化周期调谐具有调谐范围大的优点,但是只能取一些分立值,温度调谐范围较小,但是可以实现连续调谐。因此将两种方式相结合,可以实现大范围内的连续调谐输出。从图9(c)所示的调谐曲线可以看出,使用多周期晶体可以输出3~4.2μm波段的中红外闲频光。   2.3.3 谐振腔

  OPO按谐振方式分类包括单谐振(SRO)、双谐振(DRO)、三谐振(TPO)以及泵浦增强(PE-OPO)等,其中单谐振和双谐振结构最为常用。双谐振DRO可实现低阈值运转,单谐振SRO的泵浦阈值较高,但具有更好的稳定性。本文采用信号光单谐振结构。OPO按谐振腔的结构又可分为驻波腔(线型腔)和环形腔两类。为了方便调节腔长实现同步泵浦,我们选择四镜折叠线型腔结构,具体参数如图10所示。

图10   OPO腔型及参数

  该谐振腔稳定腔,IC为输入耦合镜,OC为输出耦合镜,HR为信号光高反镜。其中,HR为平面镜,IC和OC为曲率半径100mm的凹凸镜。泵浦光通过输入耦合镜注入,信号光在谐振腔内形成振荡,中红外闲频光经输出耦合镜输出。

  参数的选取是根据谐振腔设计的ABCD矩阵方法进行的,下面对谐振腔计算方法给出简单介绍。

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