PPMgO:CLN晶体光参量放大器的理论与实验研究

"基于PPMgO:CLN的光参量放大器" 本文详细探讨了基于周期极化掺氧化镁的铌酸锂(PPMgO:CLN)晶体的光参量放大器(OPA)的理论分析和实验研究。光参量放大器是一种重要的非线性光学器件，它利用非线性晶体中的准相位匹配（QPM）原理，将高能泵浦光转化为所需的信号光和-idler光。PPMgO:CLN晶体因其独特的性能，如宽光谱响应、良好的热稳定性和高非线性系数，成为实现中红外光参量放大和振荡的理想选择。 作者们首先模拟了该晶体的QPM波长-温度调谐曲线，这有助于理解和优化设备的波长选择性。通过改变晶体的温度，可以调整其极化周期，从而实现不同波长的准相位匹配。此外，他们还研究了OPA中各光波平均功率随晶体长度的变化，这对于确定最佳的晶体长度至关重要。较长的晶体可以提供更大的增益，但可能会增加非线性效应和热效应，降低效率。 实验结果显示，当使用常温下极化周期为31.3 μm的PPMgO:CLN晶体，在150℃工作条件下，一个平均功率为44瓦的调Q Nd:YAG激光器作为泵浦源。输入到OPA的2.765 μm激光功率为4瓦，经过放大后输出功率达到13.3瓦，转换效率为21.14%。这个实验验证了PPMgO:CLN晶体在中红外光参量放大领域的高效性能。 光参量放大器和光参量振荡器在多个领域有广泛的应用，包括激光雷达、量子信息处理、光谱学和医学成像等。它们可以生成低噪声、高光束质量的连续或脉冲红外光，对于科学研究和工业应用具有重要意义。此研究对提高OPA的效率和稳定性提供了理论基础和技术参考，为开发更先进的中红外光源铺平了道路。 关键词：非线性光学，中红外激光，光参量放大器，光参量振荡器，周期极化掺氧化镁的铌酸锂晶体。