PPLN准相位匹配内腔光学参量振荡器的实验研究

将准相位匹配光学参量振荡器(QPM-OPO)置于激光二极管(LD)端面泵浦的声光调Q1064nm-Nd:YVO4激光器谐振腔之内,获得了信号光单谐振的内腔光参量输出。在声光Q开关重复频率为25kHz的条件下,内腔参量振荡的阈值仅为0.9W(LD功率)。在6WLD泵浦功率下,获得了350mW的信号光输出。通过在120℃~250℃范围内改变PPLN晶体的温度,信号光输出实现了在(1493~1538)nm波段的调谐。     

混合型表面等离子体波导中光学参量放大的研究

本文研究了利用泡克尔效应在各向异性材料与金属构成的混合型等离子体波导中实现光学参量放大的过程。研究表明,表面等离子体作为泵浦光可以通过TypeII方式实现相位匹配,使泵浦光的能量转移到表面等离子体模式中,放大表面等离子体,从而实现表面等离子体模式远距离传输。     

3种光学品体Ⅱ型相位匹配光参量放大特性的比较研究

分别利用Nd:YAG激光的倍频、三倍频和四倍频谐波脉冲为泵浦光源,对3种非线性光学晶体K2Al2O7(KABO),CsLiB6O10(CLBO),β-Ba<2O4(BBO)产生激光Ⅱ型非线性光参量放大相位匹配特性进行了理论计算和分析,讨论了共线以及非共线情况,计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度.计算结果对3种晶体用于Ⅱ型相位匹配光参量放大提供了理论依据.     

基于PPLN的飞秒光参量放大系统的理论研究

理论研究了基于PPLN晶体的飞秒光参量放大(OPA)系统中的非共线相位匹配、群速匹配以及宽带参量放大特性,给出了PPLNOPA非共线相位匹配的最佳非共线角和信号光波长,并系统地分析了非共线角对参量带宽的影响。研究表明选取适当的非共线角可以进一步改善带宽。     

非共线相位匹配飞秒脉冲光参量过程的研究

对非共线相位匹配飞秒脉冲光参量产生过程作了理论研究,计算了非共线相位匹配结构的光参量产生过程中非共线角与相位匹配角的关系,参量带宽和群速度失配参数随非共线角变化的情况.说明采用非共线相位匹配结构可以补偿泵浦光、信号光和闲频光之间的群速度失配,大大地提高飞秒脉冲光参量产生过程的转换效率.     

中红外光参量产生器的寄生振荡问题

寄生振荡是影响光学参量产生器的转换效率、参量光输出稳定性以及参量光光束质量的关键因素．而且随光斑分布和非线性效应,寄生振荡现象很难消除．文章重点对比了中红外光参量振荡器和光参量放大器两种不同器件中的寄生振荡问题,以及其对器件输出功率和输出激光光束质量的影响．研究表明：在PPMgLN晶体中,高阶准相位匹配是产生寄生振荡的重要原因．     

硒化镉晶体光参量振荡器件制备参数研究

研究了红外非线性光学晶体硒化镉的光参量振荡器光学参数．根据非线性光学原理和折射率色散关系,报道了CdSe晶体在不同泵浦光波长（1．833、2．87和2．1646μm）下CASe光参量振荡器的角度调谐曲线,由此确定出信号光、闲频光以及相位匹配角的变化范围;并对CdSe晶体的走离角,有效长度以及相位匹配允许角等参数进行研究．以上研究结果,对CdSe光参量振荡（OPO）器件制备加工精度提供了重要的技术参数．     

PPLN-OPO非线性变频特性的研究

根据准相位匹配和光参量振荡原理，分析了光学超晶格材料PPLN实现参量过程时极化周期、匹配温度和调谐波长之间的关系，提出了同时使用周期调谐和温度调谐实现大范围波长调谐的调谐方法，并对PPLN-OPO在不同泵浦波段的周期调谐特性和温度调谐特性进行了研究．     

基于准参量非线性晶体的非厄米超快激光放大

激光振荡器锁模是激光物理中的重要发现和超快科学中的核心技术，其本质是以耗散调控增益，进而改变激光振荡行为.这种以耗散调控增益的概念离不开谐振腔的反馈耦合，长期以来多局限于激光振荡器.对此，本文首先提出了准参量非线性的概念，不同于传统的二阶非线性光参量过程，准参量非线性基于耗散闲频光的准参量晶体，通过非线性耦合实现了以闲频光耗散对信号光放大的调控，对应着量子理论中的具有宇称-时间对称性的非厄米体系.准参量的放大行为由信号光增益、闲频光耗散以及非线性耦合三者之间的相互作用决定，起始阶段的信号光放大继续保持传统光参量放大的特性，而在最终的饱和放大阶段则呈现出类似能级型放大的非参量特性，从而同时具备光参量放大和激光能级型放大的综合优势.其次给出了准参量非线性的反直觉的超快应用：实现无需谐振腔的放大器锁模.最后，对这种基于准参量晶体的非厄米超快激光放大在激光物理创新中的更多未来应用前景进行总结展望.     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

利用1.06μm激光脉冲泵浦非临界相位匹配（NCPM）KTP光学参量振荡器,获得中心波长1566nm的信号光输出。信号光脉冲宽度比泵浦光脉冲宽度小得多,当光学参量振荡器的腔长分别为3cm、6cm和8cm时,得到的信号光脉冲的时间宽度分别为6ns、4ns和3ns,并从理论上加以解释。     

毛细管中高阶参量过程的理论描述

提出了毛细管中高阶光学参量过程的理论模型。该模型在传统的高阶参量过程理论模型的基础上，自洽地考虑了毛细管中光导波模式特征和激光束对毛细管中光学导波模式激发效率的影响，得到了毛细管中高阶光学参量过程的相位匹配条件。利用这个理论模型概略地分析讨论了毛细管中高阶光学参量过程的最近的实验结果。     

PPKTP晶体相位匹配关系分析

压缩态光场和纠缠态光场等非经典光场是进行量子信息研究的基本资源,其中压缩态光场在低于量子噪声极限的量子精密测量中有着重要应用,而纠缠态光场被广泛应用于量子隐形传态,量子计算等领域。利用由不同类型相位匹配的非线性晶体构成的光学参量振荡器是制备不同类型非经典光场的有效手段之一。文章通过分析Ⅱ类周期极化磷酸氧钛钾(periodically poled KTiOPO_4,PPKTP)的准相位匹配条件,发现在改变其抽运光及注入种子光偏振的情况下,利用一种晶体可以分别实现两种类型的相位匹配,从而可以制备两种不同类型的非经典光场。理论预测的结果与已得到的实验数据基本一致。     

3~5 μm AgGaS2光参量振荡器的优化分析

研究调Q Nd∶YAG(1.064 μm)激光器泵浦的AgGaS₂光学参量振荡器. 根据三波互作用的相位匹配原理, 分析AgGaS₂光学参量振荡器的Ⅰ类相位匹配角、 角度调谐曲线和有效非线性系数等动力学参数. 计算在小信号近似下, 允许角随输出波长和晶体长度的变化规律, 并讨论允许角对相位失配系数的影响. 在允许的相位失配范围内, 研究晶体长度对转换效率的影响.      

基于光学参量放大的量子干涉仪

文章综述了基于光学参量放大的量子干涉仪。高灵敏度干涉仪是实现精密测量的一种重要仪器，它的灵敏度受限于探测光场的真空起伏所决定的标准量子极限。构建新型结构的量子干涉仪可以实现突破标准量子极限的微弱信号测量。一方面，利用光学参量放大器作为非线性分束合束器，可以构建非线性迈克尔逊干涉仪，在保持噪声水平不变时将相位信号放大，使其灵敏度超越标准量子极限。另一方面，在基于光学参量放大器的量子马赫-曾德尔干涉仪中，干涉仪两臂中光学参量放大器产生的相位压缩态直接用作相敏量子态，通过同时压缩散粒噪声和放大相敏场强，能够实现突破标准量子极限的微弱信号测量。基于光学参量放大器的量子干涉仪为量子精密测量的实用化发展提供了参考。     

基于PPLN晶体的单光子探测器定标研究

从光学二次谐波入手分析影响转换效率的主要因素,引出相位匹配条件,从而提出基于周期极化晶体的准相位匹配,研究周期调谐、温度调谐等多种调谐方式来调控输出光的波长,有利于纠缠源在更宽光谱范围内得以应用。通过532nm的连续激光器泵浦周期性极化的掺镁铌酸锂晶体,采用e→e+e相位匹配,利用了介质的最大非线性系数d_(33),通过周期调谐方式,在满足准相位匹配的模式下制备出高质量的纠缠光源,叙述了探测器量子效率的定标原理,提出了一种基于高亮度纠缠源的单光子探测器量子效率定标系统,为高精度量子效率定标奠定了良好的基础。     

基于周期极化铌酸锂的可调谐内腔光参量产生的实验研究

实现了基于周期极化铌酸锂的人眼安全波段全固态可调谐高重复频率内腔光学参量产生过程,得到了1．6w的二极管泵浦阚值,最大输出信号光功率为330mW,并在（1．497～1．517）um范围波长可调。     

一周期光学超晶格倍频特性分析

根据耦合波方程,导出了-维周期性光学超晶格中产生的倍频光的复振幅表达式.在准相位匹配条件下对不同参数进行了数值模拟,结果表明光学超晶格一个周期内正畴所占比例l/△和二次谐波的位相变化对二次谐波的转换效率具有较大影响.     

一维周期光学超晶格倍频特性分析

根据耦合波方程 ,导出了一维周期性光学超晶格中产生的倍频光的复振幅表达式。在准相位匹配条件下对不同参数进行了数值模拟 ,结果表明光学超晶格一个周期内正畴所占比例l/Λ和二次谐波的位相变化对二次谐波的转换效率具有较大影响。     

PPLT光参量振荡实际输出波长偏差分析

通过分析OPO实现参量的过程,分析了在样品周期和抽运波长确定时,光传播方向严格平行于晶体通光主轴时由温度调谐实际所引起的PPLT-OPO输出波长的偏差。同时也对光束传输方向与通光主轴方向成小角度的情况作了相应的分析,并对两种情况加以比较。     

压缩光力学:电磁诱导透明高阶边带放大

从理论上研究了含有光学参量放大器的光力系统中的二阶边带现象.由于放大器会影响腔内光子数并产生光学压缩,探测光及光力二阶边带的透光率都将随之改变.发现透射谱可以被驱动场相位和非线性增益调节,其中二阶边带的透光率明显增强且线宽得到有效抑制.此外,光学参量放大器还为高阶边带快慢光转换提供了新的可能.这些结果有望在光传播与开关器件、弱信号精确测量等方面获得实际应用.