[發明專利]波長轉換方法、光參量振蕩器和光參量放大器

無效

• 申請號: 201110391435.X
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102402097A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 鞏馬理;柳強;劉建輝;閆平;黃磊;張海濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355;G02F1/39;H01S3/108
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，具體涉及一種波長轉換方法、光參量振蕩器和光參量放大器。

背景技術

波長大于3.7μm(微米)的激光在光電對抗、氣體探測等領域有重要的應用，目前應用廣泛的紅外探測器對這一波段有比較敏感的作用。實現這一波長激光的方法有很多，其中光參量變換方法由于實現結構簡單、體積小以及波長可調諧的特性，成為目前實現波長大于3.7μm的激光的有效手段。

所謂光參量變換的方法是利用晶體二階非線性光學變換將注入泵浦激光的波長轉換成波長更長的激光。當激光通過雙折射晶體時，按照偏振狀態分成尋常光(o光)和非尋常光(e光)。當注入晶體的激光滿足內相位匹配條件的時候，可以發生光參量變換過程。

光參量變換過程中，一個泵浦光子湮滅產生一個信號光子和一個閑頻光子，三個波長的激光滿足相位匹配條件：

2πn3λ3-2πn1λ1-2πn2λ2=0]]>

其中λ₁、λ₂、λ₃分別是信號光、閑頻光和泵浦光的波長，n₁、n₂、n₃分別是偏振狀態的信號光、閑頻光和泵浦光在晶體中的折射率。三個波長滿足：

1λ3-1λ1-1λ2=0]]>

光參量變換過程中，信號光和閑頻光統稱為參量光，對于這兩個參量光，如果把其中之一稱作信號光，另一個稱為閑頻光。如果只有泵浦光注入非線性晶體內，從晶體中輸出了信號光和閑頻光，則這個裝置可以稱為光參量生成器(OPG)。如果較強的泵浦光和較弱的參量光注入非線性晶體中，從晶體中輸出了較強的參量光，這是一個光參量放大的過程，這個裝置可以稱為光參量放大器(OPA)。如果在非線性晶體兩端加入諧振腔，將泵浦光注入諧振腔和晶體內，當至少一種參量光在諧振腔內振蕩時，這叫做光參量振蕩器(OPO)。根據諧振腔的類型，OPO可以分為單諧振OPO(只有信號光振蕩)和雙諧振OPO(信號光和閑頻光同時振蕩)；如果泵浦光被諧振腔鏡反射，從而兩次通過非線性晶體，可以稱為雙程泵浦OPO。