[發明專利]一種基于雙非線性光學過程的寬帶光參量放大裝置

有效

• 申請號: 202110431643.1
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113189824B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 崔子健;孫子茗;孫明營;劉德安;朱健強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/39
• 分類號: G02F1/39;G02F1/37
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種基于雙非線性光學過程的寬帶光參量放大裝置，其特征在于，包含基頻光(1)和信號光(5)，沿所述的基頻光(1)出射方向依次為用于產生泵浦光(ω_p)的倍頻晶體(2)、第一分束鏡(3)和泵浦光反射鏡(4)，所述的第一分束鏡(3)鍍有使基頻光(ω₁)反射、泵浦光(ω_p)透射的分離膜層；沿所述的信號光(5)出射方向依次為用于將基頻光(ω₁)與信號光(ω_s)合束的第一合束鏡(6)、用于將基頻光(ω₁)、信號光(ω_s)與泵浦光(ω_p)合束的第二合束鏡(7)、光參量放大晶體(8)和第二分束鏡(9)，所述的第二分束鏡(9)鍍有使信號光(ω_s)反射及其余激光透射的分離膜層；

所述的基頻光(ω₁)、信號光(ω_s)和泵浦光(ω_p)在時間上同步入射到所述的光參量放大晶體(8)中，在所述的光參量放大晶體(8)中，泵浦光(ω_p)對信號光(ω_s)進行參量放大所需的相位匹配角度θ_OPA與基頻光(ω₁)和光參量放大過程中產生的閑置光(ω_i)進行和頻所需的相位匹配角度θ_SFG相近；

所述的信號光(ω_s)正入射到所述的光參量放大晶體(8)，泵浦光(ω_p)的入射到所述的光參量放大晶體(8)中的方向由所述的泵浦光反射鏡(4)和所述的第二合束鏡(7)控制，使信號光(ω_s)與產生的閑置光(ω_i)之間實現群速度匹配，并調節所述的光參量放大晶體(8)使泵浦光(ω_p)、信號光(ω_s)以及閑置光(ω_i)之間滿足相位匹配，從而實現寬帶光參量放大；

通過所述的第一分束鏡(3)和所述的第一合束鏡(6)調整基頻光(ω₁)的入射到所述的光參量放大晶體(8)中的方向，使基頻光(ω₁)與光參量放大產生的閑置光(ω_i)滿足和頻相位匹配，從而實現高效的和頻。

2.如權利要求1所述的一種基于雙非線性光學過程的寬帶光參量放大裝置，其特征在于：所述的基頻光(ω₁)為窄帶光，信號光(ω_s)為寬帶光，基頻光(ω₁)經所述的倍頻晶體(2)產生泵浦光(ω_p)，其波長λ_p小于信號光(ω_s)中心波長λ_s。

3.如權利要求1或2所述的一種基于雙非線性光學過程的寬帶光參量放大裝置，其特征在于：在所述的光參量放大晶體(8)中同時進行光參量放大與和頻兩個非線性光學過程，通過和頻消耗光參量放大過程中產生的閑置光(ω_i)，抑制光參量放大的逆過程，從而提升所述的光參量放大晶體(8)支持的增益帶寬和轉換效率。

4.如權利要求1所述的一種基于雙非線性光學過程的寬帶光參量放大裝置，其特征在于：所述的光參量放大晶體(8)為BBO、LBO、CLBO、ADP、KDP或DKDP非線性晶體。