非临界相位匹配 Noncritical phase matching

2022-11-07 10:22:17 浏览:323

定义

一种不需要关键角度调整的相位匹配技术。

非临界相位匹配(有时称为温度相位匹配或90°相位匹配)是一种获得非线性过程相位匹配的技术(通常是非线性频率转换,例如倍频或参数放大)。 相互作用的光束对齐,使它们沿着双折射非线性晶体的某个轴传播。 通过调节晶体温度将相位失配降至最低。 在某些情况下(例如I型倍频),这意味着相互作用光束的相速度相等。

例如,图1显示了LBO倍频所需的晶体温度与泵浦波长的关系。 有两种可用的相位匹配方案,需要不同的输入极化条件。

图1:在LBO中产生非临界相位匹配二次谐波(倍频)的相位匹配温度与泵浦波长的关系。

“非关键”属性来自这样一个事实,即该技术对光束的轻微错位相对不敏感。 另一个优点是避免了空间走开现象。 因此,非临界相位匹配通常可以提高转换效率,因为所涉及的光束可以更紧密地聚焦。 然而,缺点是晶体温度通常与室温有些不同,因此需要一个温度稳定的晶体烤箱。 此外,晶体和可能需要的任何增透膜都必须能够承受工作温度,并且能够在该温度和室温之间变化。

图2:带电子温度控制器的紧凑型水晶烤箱,适用于高达 200 °C 的中等温度。 照片由EKSPLA提供。

在某些情况下,相位匹配温度相对接近室温。 然后,通常可以找到具有相似非线性和色散特性的关键相位匹配配置,并且仅表现出很小的空间走角。

准相位匹配技术允许与通常只能进行临界相位匹配的晶体进行非临界相位匹配。

非线性光学

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