增益导引

2021-02-23 10:08:17 浏览:874

定义

基于非均匀光学增益导引光。

当激光光束在均匀介质中传输时,光束总会发生扩散。一个常用的防止光束扩散的方法是采用导波结构,称为波导,它具有空间分布的折射率。也可以通过单纯的采用空间变化的光学增益来实现导波,这称为增益导引。基本原理是:对光束中心部分的增益要大于光束两侧的增益,光束宽度变小,这一效应足够抵消光束衍射。

注意增益导引通常需要结合非均匀的折射率,因为增益和折射率之间满足Kramers-Kronig关系。

尤其对于高增益放大器,例如,脉冲泵浦的光学参量放大器,增益但因强烈影响放大光波的输出波形。这甚至会抑制这一装置的功率稳定性[3],因为信号光变得非常小以至于它与泵浦光束在最后一部分的非线性晶体中没有交叠。

在一些激光二极管中,增益导引被用来对横向约束光场。这可以在一个装置中产生衍射极限的辐射,而这里波导结构只导引垂直方向的光场。

在大多数固态激光谐振腔中,增益导引起的作用很小,因为这时增益相对较小,一些其它的效应更强。热透镜效应变得非常重要,对于强的超短脉冲,与克尔非线性相关的自聚焦效应也非常强。

参考文献

[1] F. Salin and J. Squier, “Gain guiding in solid-state lasers”, Opt. Lett. 17 (19), 1352 (1992)
[2] N. J. van Druten et al., “Observation of transverse modes in a microchip laser with combined gain and index guiding”, J. Opt. Soc. Am. B 18 (12), 1793 (2001)
[3] G. Arisholm et al., “Limits to the power scalability of high-gain optical parametric oscillators and amplifiers”, J. Opt. Soc. Am. B 21 (3), 578 (2004)
[4] R. Paschotta, case study on an actively Q-switched Nd:YAG laser, numerical simulation with gain guiding

参阅:增益、放大器、波导、热透镜

放大器

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