搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光参量过程中的逆转换问题

刘建辉 柳强 巩马理

引用本文:
Citation:

光参量过程中的逆转换问题

刘建辉, 柳强, 巩马理

Back conversion in optical parametric process

Liu Jian-Hui, Liu Qiang, Gong Ma-Li
PDF
导出引用
  • 逆转换是影响光参量变换转换效率、参量光光束质量以及参量光输出稳定性的关键因素,随光斑分布和时间变化,逆转换现象很难消除.文中分析了光参量变换过程中的逆转换问题,研究了影响逆转换的关键因素.分析得出,适当的晶体长度、优化的抽运光斑截面类型、合适的谐振腔参数(对于振荡器)有利于降低逆转换,提高参量转换效率,改善参量光光束质量.根据理论分析结果,设计了脉冲砷酸钛氧钾(KTA)光参量振荡器,实验获得了270 mJ信号光和150 mJ闲频光输出,有效地抑制了逆转换的影响,参量转化效率达到了43%.
    Back conversion is the key factor that affects the conversion efficiency, the beam quality of the parametric waves, and the stability of the output in the optical parametric process. For the reason of the variation of the back conversion with the distribution in the cross-section and with time, the back conversion cannot be eliminated thoroughly. We analyzed the problem of the back conversion in the optical parametric process, and established the models of the parametric process for the continuous waves and the pulsed waves, which help us study the key factors affecting the back conversion. According to the conclusion of our analysis, the proper length of the nonlinear crystals, the optimal distribution of the energy of the pump beam, and the proper parameters of the resonant cavity ( for optical parametric oscillators ) could reduce the back conversion and help to increase the conversion efficiency. According to the theoretical results, we designed an X-cut KTA (Potassium Titanyl Arsenate) optical parametric oscillator, and obtained the signal light with the energy of 270 mJ and the idler light with the energy of 150 mJ, which decreased the back conversion, and the efficiency reached 43%.
    [1]

    Yao J Q, Xu D G 2007 All Solid State Laser and Nonlinear Optical Frequency Conversion Technology (Beijing:Science Press) p652 (in Chinese) [姚建铨、 徐德刚 2007 全固态激光及非线性光学频率变换技术(北京: 科学出版社) 第652页]

    [2]

    Li G 2005 The Conversion and Scaling for Lasers Frequency: The Practical Nonlinear Optics Technology (Beijing:Science Press) p205 (in Chinese) ]李 港 2005 激光频率的变换与扩展——使用非线性光绪技术(北京:科学出版社, 2005) 第205页]

    [3]

    Cui Q J, Xu Y T, Zong N, Lu Y F, Cheng X K, Peng Q J, Bo Y, Cui D F, Xu Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 1751 (in Chinese) [崔前进、 徐一汀、 宗 楠、 鲁远甫、 程贤坤、 彭钦军、 薄 勇、 崔大复、 许祖彦 2009 58 1715 ]

    [4]

    Takada A, Imajuku W, Morioka T, Hagimoto K 2005 Optical Amplifiers and Their Applications Budapest, Hungany, August 7, 2005 PWC1

    [5]

    Ding X, Sheng Q, Chen N, Yu X, Wang R, Zhang H, Wen W, Wang P, Yao J 2009 Chin. Phys. B 18 4314

    [6]

    Li H, Geng A, Bo Y, Wu L, Cui D, Xu Z 2005 Chin. Phys. 14 2026

    [7]

    Liu H J, Chen G F, Zhao W, Wang Y S 2004 Acta Phys. Sin. 53 105 (in Chinese) [刘红军、 陈国夫、 赵 卫、 王屹山 2004 53 105]

    [8]

    Haus J W, Pandey A, Powers P E 2007 Opt. Commun. 269 378

    [9]

    Berrou A, Godard A, Lefebvre M 2007 Baltimore, Maryland, May 8, 2007 PJWA28

    [10]

    Lee K S, Gross M C, Ralph S E, Buck J A 2003 Lasers and Electro-Optics Society 1 362

    [11]

    Lowenthal D D 1998 J. Quantum Electron. 34 1356

    [12]

    Arisholm G, Paschotta R, Südmeyer T 2004 J. Opt. Soc. Am. B 21 578

    [13]

    McEwan K J, Terry J A C 2000 Opt. Commun. 182 423

    [14]

    Oron M B, Eger D, Katz M, Bruner A, Englander A, Tsuk Y, Raphael Lavi 2000 Proc. SPIE 3936 186

    [15]

    Lowenthal D D 1999 Proc. SPIE 3613 155

    [16]

    McEwan K J 2003 Proc. SPIE 4972 1

    [17]

    Anstett G, Nittmann M, Wallenstein R 2004 Appl. Phys. B 79 305

    [18]

    Alford W J, Smith A V 1997 U. S. Patent 6147793

    [19]

    Liang X, Bartschke J, Peltz M 2007 Appl. Phys. B 87 649

    [20]

    Urschel R, Borsutzky A, Wallenstein R 2000 Appl. Phys. B 70 203

  • [1]

    Yao J Q, Xu D G 2007 All Solid State Laser and Nonlinear Optical Frequency Conversion Technology (Beijing:Science Press) p652 (in Chinese) [姚建铨、 徐德刚 2007 全固态激光及非线性光学频率变换技术(北京: 科学出版社) 第652页]

    [2]

    Li G 2005 The Conversion and Scaling for Lasers Frequency: The Practical Nonlinear Optics Technology (Beijing:Science Press) p205 (in Chinese) ]李 港 2005 激光频率的变换与扩展——使用非线性光绪技术(北京:科学出版社, 2005) 第205页]

    [3]

    Cui Q J, Xu Y T, Zong N, Lu Y F, Cheng X K, Peng Q J, Bo Y, Cui D F, Xu Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 1751 (in Chinese) [崔前进、 徐一汀、 宗 楠、 鲁远甫、 程贤坤、 彭钦军、 薄 勇、 崔大复、 许祖彦 2009 58 1715 ]

    [4]

    Takada A, Imajuku W, Morioka T, Hagimoto K 2005 Optical Amplifiers and Their Applications Budapest, Hungany, August 7, 2005 PWC1

    [5]

    Ding X, Sheng Q, Chen N, Yu X, Wang R, Zhang H, Wen W, Wang P, Yao J 2009 Chin. Phys. B 18 4314

    [6]

    Li H, Geng A, Bo Y, Wu L, Cui D, Xu Z 2005 Chin. Phys. 14 2026

    [7]

    Liu H J, Chen G F, Zhao W, Wang Y S 2004 Acta Phys. Sin. 53 105 (in Chinese) [刘红军、 陈国夫、 赵 卫、 王屹山 2004 53 105]

    [8]

    Haus J W, Pandey A, Powers P E 2007 Opt. Commun. 269 378

    [9]

    Berrou A, Godard A, Lefebvre M 2007 Baltimore, Maryland, May 8, 2007 PJWA28

    [10]

    Lee K S, Gross M C, Ralph S E, Buck J A 2003 Lasers and Electro-Optics Society 1 362

    [11]

    Lowenthal D D 1998 J. Quantum Electron. 34 1356

    [12]

    Arisholm G, Paschotta R, Südmeyer T 2004 J. Opt. Soc. Am. B 21 578

    [13]

    McEwan K J, Terry J A C 2000 Opt. Commun. 182 423

    [14]

    Oron M B, Eger D, Katz M, Bruner A, Englander A, Tsuk Y, Raphael Lavi 2000 Proc. SPIE 3936 186

    [15]

    Lowenthal D D 1999 Proc. SPIE 3613 155

    [16]

    McEwan K J 2003 Proc. SPIE 4972 1

    [17]

    Anstett G, Nittmann M, Wallenstein R 2004 Appl. Phys. B 79 305

    [18]

    Alford W J, Smith A V 1997 U. S. Patent 6147793

    [19]

    Liang X, Bartschke J, Peltz M 2007 Appl. Phys. B 87 649

    [20]

    Urschel R, Borsutzky A, Wallenstein R 2000 Appl. Phys. B 70 203

  • [1] 王聪, 杨晶, 潘秀娟, 蔡高航, 赵巍, 张景园, 崔大复, 彭钦军, 许祖彦. 基于光参量放大相位共轭特性的图像修复与增强.  , 2017, 66(10): 104205. doi: 10.7498/aps.66.104205
    [2] 张腾飞, 杨晶, 侯岩雪, 王伟伟, 赵巍, 张景园, 崔大复, 彭钦军, 许祖彦. 基于光参量变频与放大的高灵敏红外成像技术.  , 2016, 65(1): 014209. doi: 10.7498/aps.65.014209
    [3] 于永吉, 陈薪羽, 王超, 吴春婷, 董渊, 李述涛, 金光勇. 基于MgO:APLN的多光参量振荡器实验研究及其逆转换过程演化分析.  , 2015, 64(4): 044203. doi: 10.7498/aps.64.044203
    [4] 尤良芳, 令维军, 李可, 张明霞, 左银燕, 王屹山. 基于单个BBO晶体载波包络相位稳定的高效率光参量放大器.  , 2014, 63(21): 214203. doi: 10.7498/aps.63.214203
    [5] 王菊, 于晋龙, 罗俊, 王文睿, 韩丙辰, 吴波, 郭精忠, 杨恩泽. 基于信号抽运的光纤光参量放大的全光3R再生系统.  , 2011, 60(9): 091201. doi: 10.7498/aps.60.091201
    [6] 王文睿, 于晋龙, 罗俊, 韩丙辰, 吴波, 郭精忠, 王菊, 杨恩泽. 基于光参量放大的高速实时光取样技术.  , 2011, 60(10): 104220. doi: 10.7498/aps.60.104220
    [7] 宋立伟, 李闯, 王丁, 许灿华, 冷雨欣, 李儒新. 载波-包络相位稳定的周期量级近红外超短脉冲激光系统.  , 2011, 60(5): 054206. doi: 10.7498/aps.60.054206
    [8] 于晋龙, 罗俊, 韩丙辰, 郭精忠, 吴波, 王菊, 张晓媛, 杨恩泽. 基于光纤光参量放大的异步双波长全光再生技术研究.  , 2010, 59(9): 6138-6144. doi: 10.7498/aps.59.6138
    [9] 曾曙光, 张彬. 光参量啁啾脉冲放大的逆问题.  , 2009, 58(4): 2476-2481. doi: 10.7498/aps.58.2476
    [10] 刘涛, 顾畹仪, 史培明, 喻松, 张华. 基于准相位匹配晶体的宽带可调谐光参量放大过程研究.  , 2009, 58(4): 2482-2487. doi: 10.7498/aps.58.2482
    [11] 江 阳, 于晋龙, 胡 浩, 张爱旭, 张立台, 王文睿, 杨恩泽. 信号光的调制对基于光纤光参量放大光脉冲源的改善.  , 2008, 57(5): 2994-3000. doi: 10.7498/aps.57.2994
    [12] 宋啸中, 刘红军, 王屹山, 赵 卫. 基于预啁啾控制的极宽带光参量放大.  , 2008, 57(1): 271-277. doi: 10.7498/aps.57.271
    [13] 马 晶, 章若冰, 张伟力, 王清月. BBOⅠ类相位匹配光参量放大中群速失配的补偿.  , 2005, 54(6): 2745-2750. doi: 10.7498/aps.54.2745
    [14] 马 晶, 章若冰, 张伟力, 王清月. 飞秒光参量放大中三波群速失配的补偿.  , 2005, 54(2): 755-762. doi: 10.7498/aps.54.755
    [15] 马 晶, 章若冰, 刘 博, 朱 晨, 柴 路, 张伟力, 张志刚, 王清月. 飞秒BBO光参量放大中闲频光二次谐波的产生.  , 2005, 54(8): 3675-3679. doi: 10.7498/aps.54.3675
    [16] 邓诚先, 李正佳, 朱长虹. 具有腔内光放大的单共振光参量振荡器.  , 2005, 54(10): 4754-4760. doi: 10.7498/aps.54.4754
    [17] 徐光, 钱列加, 王韬, 朱鹤元, 范滇元. 用于超短脉冲扩展的时间望远镜.  , 2004, 53(1): 93-98. doi: 10.7498/aps.53.93
    [18] 刘红军, 陈国夫, 赵卫, 王屹山. 高质量高效率高稳定性参量放大光产生的研究.  , 2004, 53(1): 105-113. doi: 10.7498/aps.53.105
    [19] 薛挺, 于建, 杨天新, 倪文俊, 谭莉, 李世忱. 周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐与容差特性分析.  , 2002, 51(11): 2528-2535. doi: 10.7498/aps.51.2528
    [20] 谭维翰, 张卫平, 谭微思. 通过注入激光提高腔内参量放大光的压缩.  , 1990, 39(10): 1555-1562. doi: 10.7498/aps.39.1555
计量
  • 文章访问数:  10822
  • PDF下载量:  987
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-30
  • 修回日期:  2010-04-28
  • 刊出日期:  2011-01-05

/

返回文章
返回
Baidu
map