基于PPLN的飞秒光参量放大系统的理论研究.PDF

Vo l. 7　No. 16　 A ug. 2007 第 7卷 　第 16期 　2007年 8月 科 　学 　技 　术 　与 　工 　程 　 (2007) Science Technology and Engineering c 　 ○　2007　Sci. Tech. Engng. 通信技术 基于 PPL N 的飞秒光参量放大系统的理论研究 张海清 　章若冰 　刘华刚 　朱 　晨 　王清月 ( ( ) ) 天津大学精密仪器与光电子工程学院 ,光电信息技术科学教育部重点实验室 天津大学 ,天津 300072 ( ) 摘 　要 　理论研究了基于 PPLN 晶体的飞秒光参量放大 OPA 系统中的非共线相位匹配 、群速匹配以及宽带参量放大特性 , 给出了 PPLN OPA 非共线相位匹配的最佳非共线角和信号光波长 ,并系统地分析了非共线角对参量带宽的影响 。研究表明选 取适当的非共线角可以进一步改善带宽 。 关键词 　光参量放大 　　PPLN 　　群速匹配 　　参量带宽 中图法分类号 　TN 242; 　　文献标识码 　A 　　宽带可调谐的飞秒超短脉冲对超快时间光谱 与参量光之间的位相失配 。因而 ,可以认为根据晶 测量和非线性光学研究具有重要的意义 。因此 ,获 体的折射率色散设计调制周期 ,这样不仅可以选择 取高功率 、窄脉宽和宽调谐的激光光源一直是人们 晶体的最大非线性系数 ,而且可以使某些不能用相 追求的目标 。利用光参量过程构成的光参量放大 位匹配方法完成有效非线性过程而 ,具有大的非线 ( ) 器 OPA ,是迄今为止产生几个飞秒激光脉冲的重 性系数的晶体 ,得到有效利用 ,如 L iTaO 。同时 ,准 3 要方法之一 。由于光参量放大过程具有高增益和 相位匹配在介质的整个透光波段内,都可以通过设 ( ) 大增益带宽 简并和非共线 特点 ,非常适合应用于 计极化周期来实现 ,这也是相位匹配晶体无法做到 宽带超短脉冲激光系统 。然而 ,在飞秒光参量放大 的。PPLN 作为一种特殊的晶体 , 具有准相位匹配 过程中 , 带宽受到相位匹配条件 的限制 。研究表 结构 。因此 , 具有高增益 、易相位匹配等特点[ 7 ] 。 明 ,利用非共线相位匹配可有效的加宽光参量放大 PPLN 的非线性系数 d33 比其他系数如 d3 1大一个 过程的增益带宽[ 1 ] 。并且证明 ,信号光和闲频光的 数量级 ,因此借助 QPM 的结构可选择 e →e + e 匹配 群速匹配是实现宽带运转的条件 [ 2—6 ] 。 方式 ,让三个相互作用波的偏振相互平行来获得最 光参量过程 中常用 的非线性光 学 晶体 , 如