《nm光學(xué)倍頻系統(tǒng)》PPT課件

1、532nm光學(xué)倍頻 侯亦飛 2120110712張波21201107321精選PPT一，倍頻及倍頻技術(shù)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(zhì)量方向及現(xiàn)狀 2中小功率下的高轉(zhuǎn)換效率方向現(xiàn)狀三，倍頻系統(tǒng)的設(shè)計2精選PPT1064nm:固體激光器的主要輸出波長532nm：應(yīng)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(shù)的發(fā)展3精選PPT光學(xué)倍頻也稱二次諧波產(chǎn)生，是指頻率為1的單色光波入射到非線性介質(zhì)后產(chǎn)生頻率為21的光波的現(xiàn)象倍頻技術(shù)擴(kuò)大了激光的波段，可獲得更短波長的激光，但實際應(yīng)用中對效率及穩(wěn)定性都有要求。4精選PPT倍頻技術(shù)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(yīng)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(zhuǎn)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(xué)均勻性的光學(xué)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(zhì)結(jié)構(gòu)研究所KTP（KTiPO4)八十年代初美國LBO（LiB3O5) 1987中科院物構(gòu)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(xué)2009年420W3410kHz美國coherent公司2009 年230W10kHz華北光電技術(shù)研究所苑利剛2008103W1.4460kHz清華大學(xué)受限原因：聲光Q開關(guān)關(guān)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(zhì)量方向及現(xiàn)狀9精選PPT420W綠光輸出系統(tǒng)構(gòu)成230W綠光輸出系統(tǒng)10精選PPT PPKTP,PPLN, PPMgLN ，PPSLT非線性周期性結(jié)構(gòu)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(nèi)相對相位反轉(zhuǎn), 這種匹配的相位關(guān)系能使二次諧波強(qiáng)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(zhuǎn)換,光子晶體進(jìn)行準(zhǔn)相位匹配 2 中小功率下的高轉(zhuǎn)換效率方向現(xiàn)狀11精選PPT非準(zhǔn)相位匹配時基頻光與倍頻光的轉(zhuǎn)換12精選PPT13精選PPT占空比 L為正號部分的長度m為準(zhǔn)相位匹配的階數(shù)14精選PPT優(yōu)點(diǎn)：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(zhuǎn)化。在整個晶體透光波段內(nèi)實現(xiàn)所有的非線性應(yīng)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(yīng)，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(zhuǎn)換效率高達(dá)40%，估計倍頻轉(zhuǎn)換效率在70%以上，且光束質(zhì)量因數(shù)M2高達(dá)1.316精選PPT2009年中國科學(xué)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(xué)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(yùn)的情況下,利用通光長度僅1 mm的PPMgLN,腔內(nèi)倍頻獲得了3.8 W的綠光532 nm激光輸出,光-光轉(zhuǎn)換效率高達(dá)56%18精選PPT三，倍頻系統(tǒng)的設(shè)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(yīng)，單縱模輸出Q開關(guān)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