《nm光学倍频系统》PPT课件

1、532nm光学倍频 侯亦飞 2120110712张波21201107321精选PPT一，倍频及倍频技术的发展 1 激光器的发展 2 倍频晶体的发展二，目前的研究方向及现状 1 高功率，高光束质量方向及现状 2中小功率下的高转换效率方向现状三，倍频系统的设计2精选PPT1064nm:固体激光器的主要输出波长532nm：应用于拉曼光谱分析，激光显示，激光医疗矛盾一，倍频及倍频技术的发展3精选PPT光学倍频也称二次谐波产生，是指频率为1的单色光波入射到非线性介质后产生频率为21的光波的现象倍频技术扩大了激光的波段，可获得更短波长的激光，但实际应用中对效率及稳定性都有要求。4精选PPT倍频技术的发展1

2、,激光器的发展目前： LD泵浦的Nd:YVO4与Nd:YAG固体激光器5精选PPT不具有对称中心。有较大的非线性极化系数能以一定的方式实现相位匹配所选用的非线性晶体应对基频光和倍频光透明晶体的抗损伤阈值要尽可能高早期：磷酸二氢钾（KDP)非线性极化系数过小，转换效率低LiIO3(LN)非线性系数虽较大，但损伤阈值低Ba2NaNb5O15(BNN)难以制备高光学均匀性的光学单晶2，倍频晶体的发展基本要求：6精选PPT 晶体类型出现时间研制者BBO晶体（BaB2O4）七十年代末中科院物质结构研究所KTP（KTiPO4)八十年代初美国LBO（LiB3O5) 1987中科院物构所 MgO:LiIO3八

3、十年代中期美国八十年代至目前7精选PPTKTP 晶体：非线性系数大、价格低廉 ，但有灰迹（光致吸收）现象, 使用KTP 的绿光激光器通常在500 mW以下。LBO晶体：抗损伤阈值高, 生长周期长, 价格昂贵, 而且LBO 晶体非线性系数小, 即使在中小功率中, 一般仍需要10 mm的长度以上, 造成激光器体积大8精选PPT年份功率M2频率制造者2004101W10kHz韩国Yeungnam大学2009年420W3410kHz美国coherent公司2009 年230W10kHz华北光电技术研究所苑利刚2008103W1.4460kHz清华大学受限原因：声光Q开关关门能力不足二，目前的研究方向及

4、现状 1 高功率，高光束质量方向及现状9精选PPT420W绿光输出系统构成230W绿光输出系统10精选PPT PPKTP,PPLN, PPMgLN ，PPSLT非线性周期性结构提供的倒格矢周期性的改变非线性系数的符号，使基波和谐波在奇数的相干长度内相对相位反转, 这种匹配的相位关系能使二次谐波强度在一些本该衰减的区段得以继续增加，使谐波保持高效非线性频率转换,光子晶体进行准相位匹配 2 中小功率下的高转换效率方向现状11精选PPT非准相位匹配时基频光与倍频光的转换12精选PPT13精选PPT占空比 L为正号部分的长度m为准相位匹配的阶数14精选PPT优点：对光波不再有偏振态的要求能较容易地实现

5、相位匹配，能有效的实现非线性频率转化。在整个晶体透光波段内实现所有的非线性应用要求，而不受常规单晶材料的相位匹配限制避免了离散效应，可以制备大孔径晶体不再要求是正交光束，非线性系数可以是对角张量元，能更容易利用较大的非线性系数（PPKTP大约是KTP的3倍左右，PPLN是LN的7倍左右）15精选PPT2008年日本索尼公司Michio Oka, Kaoru Kimura等人;PPSLT在LD功率为7.2W时光-光转换效率高达40%，估计倍频转换效率在70%以上，且光束质量因数M2高达1.316精选PPT2009年中国科学院光电研究院林嵩，赵江山，周 翊等PPSLT:晶体周期为7. 97 um，

6、长度3.5mm基频光功率1133 mW, 倍频功率655 Mw,输出效率57.8%17精选PPT2011年中国科学院光电研究院PPMgLN晶体：长度为1 mm,短周期为6.95m,占空比接近50%,大面积均匀的PPMgLN;在6.8 W单管激光二极管(LD)抽运的情况下,利用通光长度仅1 mm的PPMgLN,腔内倍频获得了3.8 W的绿光532 nm激光输出,光-光转换效率高达56%18精选PPT三，倍频系统的设计倍频晶体：KDP19精选PPTM1：对1064nm及532nm高反M2：对1064高反，对532高透BP：布氏角起偏器，消除空间烧孔效应，单纵模输出Q开关及透镜：提高输出功率KDP（6mm*6mm*12mm）:倍频，采用类临界位相匹配（=41.1）20精选PPT采用激光器波长Wavelength1064nm脉冲能量Pulse Energy1.0J3J脉宽Pulse Width 10ns发散角Beam Divergence 2mrad光