Nd 3+ :YAG/KTiOAsO 4 可调谐拉曼激光器
发布时间：2021-12-02 20:43
将KTiOAsO4（KTA）Stokes参量振荡器置于LD侧面泵浦的1064 nm调Q Nd3+:YAG谐振腔内,通过KTA晶体的非共线受激电磁耦子散射获得在1078.20～1088.20 nm范围内不连续调谐的Stokes激光。该Stokes激光又作为共线拉曼激光器的泵浦源在同一块KTA晶体中实现了受激拉曼散射,通过设计Stokes谐振腔的输出镜透过率,选择对一阶拉曼光进行输出,其在1106.08～1116.62 nm范围内不连续调谐。当LD泵浦功率为94.20 W,重复频率为5 kHz时,在1116.34 nm处得到了最大功率为1.62 W的拉曼激光输出。
【文章来源】：中国激光. 2020,47(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
实验装置示意图
首先使用在1000～1250 nm波段具有较高反射率的镜子作为Stokes谐振腔的输出镜M3,其透射率随波长的变化关系如图2所示。在相位匹配角(Stokes谐振腔轴线与1064 nm激光谐振腔轴线之间的夹角)为4.40°时,由M3输出的激光的光谱如图3所示。由于耦合空间中激光光束与光谱分析仪中单模光纤的直径较小,且激光光束的空间分布不是很均匀,所以图3光谱图所示的波长是准确的,但各波长之间的强度关系与实际强度不对应。本文还观察了由M4输出的激光光谱,发现只有少量1064.16 nm的基频光,没有其他频率成分。图3 相位匹配角为4.40°时,由M3输出的激光的光谱
图2 M3的透射率曲线分析图3中谱线,可知1086.22 nm的激光是1064.16 nm的基频光在KTA晶体中通过SPS频移了190.8 cm-1后得到的。这个过程可以用图4所示的SPS非共线相位匹配来解释,1064.16 nm泵浦光在x方向振荡,对应谐振腔腔长为29 cm,通过SPS产生的Stokes激光在x′方向振荡,对应谐振腔腔长为9 cm。图4中,kp、ks、kT分别表示泵浦光、Stokes光及THz波的波矢。调节x与x′的夹角θ,可以实现Stokes激光波长调谐[20]。对于KTA晶体,θ在1.05°～3.14°之间(晶体内角度),相应的晶体外角度为2.10°～6.00°,x轴与电磁耦子传播方向间的夹角β在62°～67°之间[22]。与非共线的SPS过程能够形成竞争的非线性效应是x方向的共线SRS,由于非共线的SPS是一个包含二阶与三阶非线性效应的光学现象,且其Stokes激光谐振腔的长度只有9 cm,而SRS只包含三阶非线性效应,其拉曼激光谐振腔长达29 cm,因此在它们的竞争中,SPS占优势,一旦SPS消耗了泵浦光,x方向的SRS就没有机会出现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于闪锌矿晶体中受激电磁耦子散射产生可调谐太赫兹波的理论研究[J]. 李忠洋,姚建铨,李俊,邴丕彬,徐德刚,王鹏. 物理学报. 2010(09)
[2]基于光学方法的太赫兹辐射源[J]. 孙博,姚建铨. 中国激光. 2006(10)
[3]KTiOAsO4晶体的生长和性质研究[J]. 魏景谦,王继扬,刘耀岗,施路平,王民,邵宗书. 人工晶体学报. 1994(02)
硕士论文
[1]基于KTP晶体的受激电磁耦子散射产生可调谐的斯托克斯光及其腔内倍频[D]. 蒋世琪.山东大学 2016
本文编号：3529176
【文章来源】：中国激光. 2020,47(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
实验装置示意图
首先使用在1000～1250 nm波段具有较高反射率的镜子作为Stokes谐振腔的输出镜M3,其透射率随波长的变化关系如图2所示。在相位匹配角(Stokes谐振腔轴线与1064 nm激光谐振腔轴线之间的夹角)为4.40°时,由M3输出的激光的光谱如图3所示。由于耦合空间中激光光束与光谱分析仪中单模光纤的直径较小,且激光光束的空间分布不是很均匀,所以图3光谱图所示的波长是准确的,但各波长之间的强度关系与实际强度不对应。本文还观察了由M4输出的激光光谱,发现只有少量1064.16 nm的基频光,没有其他频率成分。图3 相位匹配角为4.40°时,由M3输出的激光的光谱
图2 M3的透射率曲线分析图3中谱线,可知1086.22 nm的激光是1064.16 nm的基频光在KTA晶体中通过SPS频移了190.8 cm-1后得到的。这个过程可以用图4所示的SPS非共线相位匹配来解释,1064.16 nm泵浦光在x方向振荡,对应谐振腔腔长为29 cm,通过SPS产生的Stokes激光在x′方向振荡,对应谐振腔腔长为9 cm。图4中,kp、ks、kT分别表示泵浦光、Stokes光及THz波的波矢。调节x与x′的夹角θ,可以实现Stokes激光波长调谐[20]。对于KTA晶体,θ在1.05°～3.14°之间(晶体内角度),相应的晶体外角度为2.10°～6.00°,x轴与电磁耦子传播方向间的夹角β在62°～67°之间[22]。与非共线的SPS过程能够形成竞争的非线性效应是x方向的共线SRS,由于非共线的SPS是一个包含二阶与三阶非线性效应的光学现象,且其Stokes激光谐振腔的长度只有9 cm,而SRS只包含三阶非线性效应,其拉曼激光谐振腔长达29 cm,因此在它们的竞争中,SPS占优势,一旦SPS消耗了泵浦光,x方向的SRS就没有机会出现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于闪锌矿晶体中受激电磁耦子散射产生可调谐太赫兹波的理论研究[J]. 李忠洋,姚建铨,李俊,邴丕彬,徐德刚,王鹏. 物理学报. 2010(09)
[2]基于光学方法的太赫兹辐射源[J]. 孙博,姚建铨. 中国激光. 2006(10)
[3]KTiOAsO4晶体的生长和性质研究[J]. 魏景谦,王继扬,刘耀岗,施路平,王民,邵宗书. 人工晶体学报. 1994(02)
硕士论文
[1]基于KTP晶体的受激电磁耦子散射产生可调谐的斯托克斯光及其腔内倍频[D]. 蒋世琪.山东大学 2016
本文编号：3529176
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3529176.html
