光学微环谐振腔的热非线性效应

微环谐振腔具有模式体积小、品质因子高、易于集成等优点,被广泛应用于光学混频、参量振荡、光梳及光孤子等非线性光学研究。如何将泵浦光能量耦合进微环谐振腔是激发非线性效应的关键所在。由于谐振条件下腔内光场能量显著增强,由此引发的热效应导致微环谐振腔的折射率与谐振波长发生改变,此改变又将反过来影响谐振腔内的能量大小。因此,对微环谐振腔热非线性效应的研究具有重要意义。基于以上原因,本文从微环谐振腔的温度、泵浦输入光功率的大小和泵浦输入光波长的扫描速率三个方面对一类具有高Q值的氮氧化硅微环谐振腔进行热非线性效应方面的研究。     

低功率输入双耦合器光纤谐振环非线性研究

对双耦合器光纤谐振环进行了理论计算和实验研究。理论计算的结果表明,当谐振环的输入光功率线性增大时,其输出光功率具有非线性的特征。实验结果验证了前面的理论计算。实验中采用的是普通商用光通信系统光源和普通的单模光纤,且在谐振环中未加偏振控制。实验结果显示,注入很低的功率,在它线性增加时,谐振环的输出功率显示出明显的非线性,并且其输出信号的变化规律与输入较大功率情况下的理论计算结果完全一致。     

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。     

小型光胶合Nd∶YVO_4/PPMgOLN列阵微片绿光激光器

研制出钒酸钇晶体与掺氧化镁(2%)的铌酸锂晶体(Nd∶YVO4/PPMgOLN)光胶合的小型列阵微片绿光激光器.在两点泵浦驱动下,激光二极管(LD)输入总功率为922 mW,腔内倍频下输出532nm的单频绿光功率最高为200mW,光-光转换效率为21.7%.在相同条件下,与单点泵浦激光器进行对比分析,结果表明温度对铌酸锂晶体的倍频效率有很大的影响;由此,通过控制半导体制冷器(TEC),对激光器在两点泵浦驱动下不同温度时的转换效率进行测试,得出当铌酸锂晶体温度在27℃时达到最佳相位匹配.     

主动方式产生近似无衍射光束的新技术

介绍几种主动式产生近似无衍射光的方法,并用谐振腔理论进行分析和模拟.可以发现,利用轴棱锥设计的谐振腔具有结构简单、转换效率高等特点;而采用腔内振幅滤波的谐振腔,则不需要复杂的光学元件和特别的准直技术;用LD泵浦的Nd∶YAG激光器输出近似无衍射光,可以有效地提高泵浦光效率和激光输出能量.     

基于环形腔的谐振光纤陀螺仪仿真及设计研究

基于塞格奈克效应,对谐振光纤陀螺仪的关键器件--谐振腔谐振特性做了深入研究.通过对影响谐振特性的多个参数进行模拟仿真,确定谐振光纤陀螺仪工艺、器件的最佳选择.同时,对谐振腔输出光强与输入光频率的关系进行了仿真.结果表明,输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近存在一个良好的线性工作区;在激光器线宽一定的情况下,谐振腔光纤存在一个最佳长度.通过改变光纤的长度或光纤环的尺寸,可以获得不同的动态范围,这种几何的灵活性是光纤陀螺很重要的优点之一.     

考虑损耗时拉曼放大泵浦光的偏振效应

利用高非线性和较大吸收损耗的光子晶体光纤制作光纤拉曼放大器,是当前的一种趋势,这导致泵浦光非线性旋转效应明显增强.本文在考虑吸收损耗条件下,研究了泵浦光的非线性旋转问题,首次得出了连续光条件下的解析解.结果表明,输入线偏振光与圆偏振光都不会产生非线性旋转,只有椭圆偏振光才有非线性旋转.旋转是绕着邦加球的纬线进行,s_3保持不变.随着吸收损耗的增加,有效长度变小,相对的旋转速度变慢.这表明,如果光纤对于泵浦光的吸收越强,越有利于拉曼放大.     

光学谐振腔设计的几何作图方法及其应用

光学谐振腔的传播圆一变换圆的图解分析与设计方法具有简单,形象直观等优点,该方法在激光谐振腔设计和分析中有着重要的应用．利用传播圆图解设计方法分析和设计了几类主要的激光谐振腔：腔内含有单一热透镜的谐振腔,自适应热补偿谐振腔,V形固体激光腔,大功率高亮度固体激光腔,LD端泵浦的平直固体激光腔．     

集成化扫频双光梳光谱测量

双光梳光谱仪具有高光谱分辨率、超快采样速度等优势,在生化毒气传感、大气污染监测、呼吸气体检测等领域具有重要的应用前景.集成微腔光频梳的出现推动了双光梳光谱仪的小型化,但其光谱分辨率受限于微腔光梳的高重复频率.最近的研究通过对微腔孤子光频梳的泵浦失谐锁定,采用同步扫描微腔谐振峰和泵浦频率,实现了片上扫频双光梳光谱仪,将光谱分辨率提升至12.5 MHz,并进行了气体种类识别与浓度检测的演示.片上扫频双光梳光谱仪的实现为气体吸收光谱的研究提供了集成化的研究工具.     

激光二极管端面泵浦Nd:YVO4/YVO4复合晶体激光器热效应研究

针对Nd:YVO4/YVO4复合晶体热传导的实际特点,提出了三维各向异性热传导模型,计算出晶体中的温度场分布.定量分析了LD端面泵浦条件下激光晶体的长度及折射率与温度变化的关系,得到晶体在不同泵浦功率下的热焦距.在此基础上,采用三镜折叠腔,设计出高转换效率KTP腔内倍频连续绿光激光器.当泵浦功率17W时,得到9.33W 1064nm和5.01W 532nm的激光输出,最高光-光转换效率分别为59.1%,34.4%.理论计算及实验结果表明复合晶体能很好地消除热透镜效应,在制造高效稳定的大功率固体激光器中具有重要应用价值.