光参量发生器

2021-02-20 10:46:32 浏览:322

定义

利用参量放大过程的,无需信号光或闲散光输入的光源。

参量发生器是具有较高增益(几十分贝)的光参量放大器,即使在无输入信号的情况下输出功率也很高。该光源的物理原理是参量荧光过程,被放大到较高功率水平。这一现象类似于激光放大器中的放大的自发辐射过程,两种情况下,都是将真空量子涨落放大到宏观水平。

图 1 光参量发生器示意图。

只有当采用很强的激光脉冲进行泵浦时,参量产生过程才具有足够高的增益。典型的OPG装置利用的是调Q激光器产生的纳秒泵浦脉冲,OPG也可以工作在锁模激光器产生的飞秒或者皮秒脉冲(超短脉冲)泵浦的情况下。(需要注意的是,参量增益随着泵浦脉冲形成或消失。)大多数情况下,需要先放大超短脉冲(例如,在正反馈放大器中),但是如果材料很高非线性晶体材料和高功率锁模激光器可以直接利用激光脉冲[4]

与光参量振荡器相比,参量发生器的装置图更简单,因为它不需要谐振腔。通过改变相位匹配条件,例如,通过改变晶体温度或者旋转晶体,可以调谐信号光和闲散光的波长。因此不需要调整谐振腔。另一方面,参量发生器比同步泵浦的光参量振荡器对脉冲性质的改变更少,因此阈值泵浦功率更低。同时,OPG装置所需的光强很高迫使工作状态接近于非线性材料的光学损伤阈值。

对参量发生器进行种子注入一些信号光,可以降低阈值,并且极大的降低线宽。然而,这时器件实际上可以看做是参量放大器。

参考文献

[1] D. A. Kleinman, “Theory of optical parametric noise”, Phys. Rev. 174 (3), 1027 (1968)
[2] A. Piskarskas, “Optical parametric generators: tunable, powerful, ultrafast”, Opt. Photon. News 7 (7), 25 (1997)
[3] A. Galvanauskas et al., “Fiber-laser-based femtosecond parametric generator in bulk periodically poled LiNbO3”, Opt. Lett. 22 (2), 105 (1997)
[4] T. Südmeyer et al., “Novel ultrafast parametric systems: high repetition rate single-pass OPG and fiber-feedback OPO”, J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (16), 2433 (2001)
[5] B. Köhler et al., “A 9.5-W 82-MHz-repetition-rate picosecond optical parametric generator with cw diode laser injection seeding”, Appl. Phys. B 75, 31 (2002)
[6] S. V. Marchese et al., “Room temperature femtosecond optical parametric generation in MgO-doped stoichiometric LiTaO3”, Appl. Phys. B 81 (8), 1049 (2005)
[7] E. Innerhofer et al., “Analysis of nonlinear wavelength conversion system for a red–green–blue laser projection source”, J. Opt. Soc. Am. B 23 (2), 265 (2006)

参阅:光参量放大器、参量放大、参量荧光、光参量振荡器、放大的自发辐射

非线性光学

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