《nm光學倍頻系統(tǒng)》PPT課件

1、532nm光學倍頻 侯亦飛 2120110712張波21201107321精選PPT一，倍頻及倍頻技術的發(fā)展 1 激光器的發(fā)展 2 倍頻晶體的發(fā)展二，目前的研究方向及現(xiàn)狀 1 高功率，高光束質量方向及現(xiàn)狀 2中小功率下的高轉換效率方向現(xiàn)狀三，倍頻系統(tǒng)的設計2精選PPT1064nm:固體激光器的主要輸出波長532nm：應用于拉曼光譜分析，激光顯示，激光醫(yī)療矛盾一，倍頻及倍頻技術的發(fā)展3精選PPT光學倍頻也稱二次諧波產生，是指頻率為1的單色光波入射到非線性介質后產生頻率為21的光波的現(xiàn)象倍頻技術擴大了激光的波段，可獲得更短波長的激光，但實際應用中對效率及穩(wěn)定性都有要求。4精選PPT倍頻技術的發(fā)展1

2、,激光器的發(fā)展目前： LD泵浦的Nd:YVO4與Nd:YAG固體激光器5精選PPT不具有對稱中心。有較大的非線性極化系數(shù)能以一定的方式實現(xiàn)相位匹配所選用的非線性晶體應對基頻光和倍頻光透明晶體的抗損傷閾值要盡可能高早期：磷酸二氫鉀（KDP)非線性極化系數(shù)過小，轉換效率低LiIO3(LN)非線性系數(shù)雖較大，但損傷閾值低Ba2NaNb5O15(BNN)難以制備高光學均勻性的光學單晶2，倍頻晶體的發(fā)展基本要求：6精選PPT 晶體類型出現(xiàn)時間研制者BBO晶體（BaB2O4）七十年代末中科院物質結構研究所KTP（KTiPO4)八十年代初美國LBO（LiB3O5) 1987中科院物構所 MgO:LiIO3八

3、十年代中期美國八十年代至目前7精選PPTKTP 晶體：非線性系數(shù)大、價格低廉 ，但有灰跡（光致吸收）現(xiàn)象, 使用KTP 的綠光激光器通常在500 mW以下。LBO晶體：抗損傷閾值高, 生長周期長, 價格昂貴, 而且LBO 晶體非線性系數(shù)小, 即使在中小功率中, 一般仍需要10 mm的長度以上, 造成激光器體積大8精選PPT年份功率M2頻率制造者2004101W10kHz韓國Yeungnam大學2009年420W3410kHz美國coherent公司2009 年230W10kHz華北光電技術研究所苑利剛2008103W1.4460kHz清華大學受限原因：聲光Q開關關門能力不足二，目前的研究方向及

4、現(xiàn)狀 1 高功率，高光束質量方向及現(xiàn)狀9精選PPT420W綠光輸出系統(tǒng)構成230W綠光輸出系統(tǒng)10精選PPT PPKTP,PPLN, PPMgLN ，PPSLT非線性周期性結構提供的倒格矢周期性的改變非線性系數(shù)的符號，使基波和諧波在奇數(shù)的相干長度內相對相位反轉, 這種匹配的相位關系能使二次諧波強度在一些本該衰減的區(qū)段得以繼續(xù)增加，使諧波保持高效非線性頻率轉換,光子晶體進行準相位匹配 2 中小功率下的高轉換效率方向現(xiàn)狀11精選PPT非準相位匹配時基頻光與倍頻光的轉換12精選PPT13精選PPT占空比 L為正號部分的長度m為準相位匹配的階數(shù)14精選PPT優(yōu)點：對光波不再有偏振態(tài)的要求能較容易地實現(xiàn)

5、相位匹配，能有效的實現(xiàn)非線性頻率轉化。在整個晶體透光波段內實現(xiàn)所有的非線性應用要求，而不受常規(guī)單晶材料的相位匹配限制避免了離散效應，可以制備大孔徑晶體不再要求是正交光束，非線性系數(shù)可以是對角張量元，能更容易利用較大的非線性系數(shù)（PPKTP大約是KTP的3倍左右，PPLN是LN的7倍左右）15精選PPT2008年日本索尼公司Michio Oka, Kaoru Kimura等人;PPSLT在LD功率為7.2W時光-光轉換效率高達40%，估計倍頻轉換效率在70%以上，且光束質量因數(shù)M2高達1.316精選PPT2009年中國科學院光電研究院林嵩，趙江山，周 翊等PPSLT:晶體周期為7. 97 um，

6、長度3.5mm基頻光功率1133 mW, 倍頻功率655 Mw,輸出效率57.8%17精選PPT2011年中國科學院光電研究院PPMgLN晶體：長度為1 mm,短周期為6.95m,占空比接近50%,大面積均勻的PPMgLN;在6.8 W單管激光二極管(LD)抽運的情況下,利用通光長度僅1 mm的PPMgLN,腔內倍頻獲得了3.8 W的綠光532 nm激光輸出,光-光轉換效率高達56%18精選PPT三，倍頻系統(tǒng)的設計倍頻晶體：KDP19精選PPTM1：對1064nm及532nm高反M2：對1064高反，對532高透BP：布氏角起偏器，消除空間燒孔效應，單縱模輸出Q開關及透鏡：提高輸出功率KDP（6mm*6mm*12mm）:倍頻，采用類臨界位相匹配（=41.1）20精選PPT采用激光器波長Wavelength1064nm脈沖能量Pulse Energy1.0J3J脈寬Pulse Width 10ns發(fā)散角Beam Divergence 2mrad光