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1560nm激光外腔谐振倍频研究

发布时间:2018-01-17 14:14

  本文关键词:1560nm激光外腔谐振倍频研究 出处:《山西大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 1.5μm光纤通讯波段器件 周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体 周期极化磷酸氧钛钾晶体 谐振倍频


【摘要】:利用非线性光学效应的激光倍频技术是扩展激光波长范围的一种手段,也是制备新型激光器的一种方法。通过光纤激光器与倍频器件组合得到的新型激光器通常采用工业级的半导体激光二极管与通信用光纤器件,许多组件可以方便地接合或者密封,并且除了非线性晶体外,其余部分可以通过空气冷却。因此这类激光器更经济适用,稳定且不需要太多的维护。该类型的激光器主要受益于两项技术:一是高功率、窄线宽的光纤激光器/光纤放大器技术,二是准相位匹配技术。特别是后者的应用弥补了某些非线性晶体在常规温度下或者对特定波段不能实现相位匹配的缺点,同时也使晶体最大非线性系数可以被利用。晶体制作、周期极化技术的进步也使晶体的尺寸可以做得更大,极化更均匀。种种优势让这种新型激光器成为了除半导体激光器、钛宝石激光器外的新选择。本文借鉴了以往1.5μm激光倍频的实验,对1.5μm激光在蝶型四镜环形腔与半整体腔内的谐振倍频做了研究,旨在实现高效的1.5μm激光倍频转化,为通过光纤通信波段器件及周期极化非线性晶体制备铷原子存储波段(780 nm)与光纤通信波段(1560 nm)的双色连续变量纠缠做准备。本文的主要工作如下:首先概述了倍频与研究进展,介绍了谐振倍频的基本理论与实验方法等。其次通过蝶型四镜环形腔及PPMgO:LN倍频,得到了1.5W的780nm激光,倍频转化效率为73%。水平方向谐波的M2因子是1.02,竖直方向是1.03,30 min功率方均根起伏1.2%,频率连续调谐范围950MHz。再其次,为了降低谐振倍频的线性损耗,提高谐振腔的机械稳定性,我们设计了PPKTP半整体腔以及半整体腔的腔体部分,讨论了晶体曲面曲率半径和腔镜曲率半径的选取问题。在半整体腔结构下倍频得到了1.6 W的谐波输出,对应的效率是77%。其M2因子为水平方向1.04,竖直方向1.03,30min功率方均根起伏0.5%,频率连续调谐范围与蝶型四镜环形倍频腔相同。
[Abstract]:The technique of laser frequency doubling using nonlinear optical effect is a means to extend the wavelength range of laser. It is also a method to fabricate a new type of laser. The new type of laser which is obtained by the combination of fiber laser and frequency-doubling device usually uses industrial semiconductor laser diode and fiber-optic device for communication. Many components can be easily jointed or sealed, and other parts can be cooled by air in addition to nonlinear crystals, so this type of laser is more economical to use. This type of laser mainly benefits from two techniques: one is the high power narrow linewidth fiber laser / fiber amplifier technology. The second is the quasi-phase matching technique, especially the application of the latter, which makes up for the disadvantage that some nonlinear crystals can not realize the phase matching at the normal temperature or for the specific band. At the same time, the maximum nonlinear coefficient of the crystal can be used. The crystal fabrication and the progress of the periodic polarization technology also make the crystal size bigger. All kinds of advantages make this new laser become a new choice besides semiconductor laser and Ti: sapphire laser. This paper draws lessons from previous experiments of 1.5 渭 m laser frequency doubling. The resonant frequency doubling of 1.5 渭 m laser in a butterfly four-mirror ring cavity and a semi-monolithic cavity is studied in order to realize the efficient conversion of 1.5 渭 m laser frequency. To fabricate rubidium atomic storage band 780nm by optical fiber communication band device and periodically polarized nonlinear crystal, and optical fiber communication band 1560nm). The main work of this paper is as follows: firstly, the frequency doubling and research progress are summarized. The basic theory and experimental method of resonant frequency doubling are introduced. Secondly, a 1.5W 780nm laser is obtained by using a butterfly four-mirror ring cavity and PPMgO:LN frequency doubling. The efficiency of frequency doubling is 73. The M2 factor of horizontal harmonic is 1.02, and the vertical direction is 1.033 min power root mean square fluctuation 1.2%. The frequency continuous tuning range is 950MHz. Secondly, in order to reduce the linear loss of the resonant frequency doubling and improve the mechanical stability of the resonator. We have designed the PPKTP semi-monolithic cavity and the cavity part of the semi-monolithic cavity. The selection of curvature radius of crystal surface and curvature radius of mirror is discussed. The harmonic output of 1.6 W is obtained under the structure of semi-integral cavity. The corresponding efficiency is 77. The M2 factor is 1.04 in the horizontal direction and the power root mean square fluctuation is 0.5% in the vertical direction of 1.033 minutes. The frequency continuous tuning range is the same as the butterfly four mirror ring frequency doubling cavity.
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN248

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本文编号:1436591

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