LBO晶体直接倍频获得488nm激光_王旭葆

飞秒激光在BBO 晶体中倍频效率的数值计算3吕铁铮1)　王　韬2)　钱列加2)　鲁　欣1)　魏志义1)　张　杰1)1)(中国科学院物理研究所光物理实验室,北京　100080)2)(复旦大学先进光子学材料与器件国家重点实验室,上海　200433)(2001年5月15日收到;2001年11月13日收到修改稿) 采用分步傅里叶法对飞秒激光在BBO 晶体中倍频过程的效率进行了数值计算,分析表明这种方法既避免了其他数学方法的繁琐,又直观地展现了倍频过程的物理本质.针对有关实验条件,计算了脉宽为100fs 的激光脉冲通过2mm 长、Ⅰ类相位匹配的BBO 晶体的倍频效率,计算结果与实验上对同样晶体倍频效率的测量是一致的.关键词:飞秒激光,倍频PACC :4260,4255B ,42503国家自然科学基金(批准号:19825110,69878032)和8632410激光高技术主题资助的课题.11引言固体锁模激光技术在过去十年时间里的飞速发展,使飞秒激光已成为人们开展科学研究最常用的工具之一.目前人们不仅通过掺钛蓝宝石激光可以直接产生小于5fs 的激光脉冲[1],而且也在Cr :forsterite[2],Cr :Y AG [3]等一系列宽调谐激光晶体中实现了飞秒锁模运转.但是,上述激光的工作波长均运行在近红外、红外波段,不能满足需要采用更短波长飞秒脉冲进行研究的应用要求.实际上由于倍频后光子能量的增大,其可以更广泛的应用到超快研究中,因此采用非线性晶体进行飞秒脉冲的频率转换,得到不同波长的飞秒激光是人们感兴趣的内容.目前获得短波长飞秒脉冲最直接的方法是倍频自锁模钛宝石激光,如果是腔内倍频,由于腔内具有相对高的脉冲能量,因此为了有效的抑制脉冲展宽,通常采用极薄的非线性晶体;但对于腔外倍频,由于基波功率低,则往往需要一定厚度的晶体才能得到理想的谐波转换效率.我们采用2mm 的BBO (b 2bari 2um borate ,偏硼酸钡)晶体,腔外倍频掺钛蓝宝石激光获得了高达60%的峰值转换效率[4].与普通激光倍频过程不同,超短脉冲由于具有较宽的光谱宽度,因此无论哪种倍频方式,倍频晶体除要求相位匹配外,还应该满足宽带接收要求,即群速匹配,此外脉冲的走离角、脉宽及带宽等因素也是影响倍频转换效率的重要方面.尽管目前人们对稳态激光的频率变换效率已有了比较成熟的研究[5],但由于超短脉冲上述问题的复杂性,采用传统非线性光学的方法在理论分析上仍有一定的困难[6].本文我们通过对飞秒脉冲在BBO 晶体上倍频过程的分析,采用分步傅里叶法(splited F ourier method )进行了倍频效率的数值计算,这种方法不仅避免了其他数学方法的繁琐,而且也直观地展现了倍频过程的物理本质.我们还针对有关实验条件,计算了脉宽为100fs 的激光脉冲通过2mm 长、Ⅰ类相位匹配的BBO 晶体的倍频效率,计算结果与实验上对同样晶体倍频效率的测量是一致的.21飞秒脉冲激光倍频的原理及过程分析 对于脉冲宽度较宽的长脉冲而言,倍频过程可忽略基频光和倍频光群速度的差异,作为稳态问题来解决,而对于超短脉冲,当通过对于非线性晶体时,基波和谐波之间的群速度差异以将严重影响倍频脉冲的形状和效率,所以飞秒脉冲的倍频要满足位相匹配和群速匹配.即有:k (2ω)=2k (ω),(1)d k P d ωω=d k P d ω2ω,(2)其中ω为角频率,k 为波矢量,并有k i =n i ωP c .一第51卷第6期2002年6月100023290P 2002P 51(06)P 1268204物　理　学　报ACT A PHY SIC A SI NIC AV ol.51,N o.6,June ,2002n 2002Chin.Phys.S oc.般而言,三波互作用的相位匹配有两种类型:入射基频光具有相同偏振方向,则为Ⅰ类,反之而为Ⅱ类匹配.考虑最常用的BBO晶体,由于属于是负单轴结构,相位匹配采用Ⅰ类匹配方式,即要求满足0+0→e,n o(ω)=n e(2ω,θ).(3) no,n e分别表示寻常光和异常光的折射率,可以由Sellmeier公式推出,n2e=213753+0101224P(λ2-0101667)-0101516λ2,n2o=217359+0101878P(λ2-0101822)-0101354λ2.(4)其中波长以μm为单位.结合折射率椭球方程n e(θ)=n o n e P n2o sin2θ+n2e cos2θ,可得出相位匹配角关系式为sin2θm=n2e(2ω)[n2o(2ω)-n2o(ω)]n2o(ω)[n2o(2ω)-n2e(ω)].(5) 同时有效非线性系数为d eff I(θ,<)=(d11cos3<-d22cos3<)cosθ+d31sinθ.(6)一般而言,d11=116×10-12m P V,而d22,d31相比小两个数量级,所以只需知道了相位匹配角和切割角后就可以得出特定的BBO晶体的deffI(θ,<).此外晶体的长度对频率变换影响较大,但过长的晶体不可避免的带来了群速失配,相对而言,腔外倍频由于转换效率低,故多选相对较厚的晶体.事实上,在超短脉冲很宽的谱线内,相位匹配和群速匹配无法同时满足,定义群速延迟来描述脉冲在晶体中的展宽Δu-1=u-1ω-u-12ω=β1(ω)-β2(ω).(7) Δu表征了时间对光场的一阶作用,通常定义L gvm=τp PΔu来衡量群速度失配的影响,其中,τp为基频激光脉冲宽度.对于我们实验所采用的飞秒激光器,激光脉冲宽度约为100fs,而BBO晶体的群速度延迟约为Δu=200fs P mm,可以得到L gvm=0.5mm.通常,对于飞秒脉冲,为使谐波脉冲尽可能不被展宽,倍频晶体的长度z应短于Lgvm.严格地讲,在考虑了时间对光场的一阶作用后,还需要考虑高阶色散项.可以推出二阶,三阶等高阶色散表达式为d2<dω2=(2L d n P dω+ωL d2n P dω2)P c,d3< dω3=(3L d2n P dω2+ωL d3n P dω3)P c,(8)其中c为光速,上述d2<P dω2即为群速色散(G VD),它使得基波和二次谐波在BBO晶体内传播时各自展宽并分开.但是,群速度延迟的作用是一阶效应,其影响是主要的,只有当一阶作用为零时,才需要考虑高阶项的作用.而对于我们实验采用BBO晶体和800mm的基频激光波长,基频光和倍频光的色散长度Ldis(ω)m L cry,L dis(2ω)m L cry,所以群速度延迟的影响才是主要因素.31数值求解方法通过以上分析可以得出:首先,群速度延迟的作用是主要的,所以9A P9t等含时项就不可忽略,而高阶色散的作用可以忽略;其次,还应该考虑空间效应的作用,这种空间效应的影响包括光束衍射效应、空间走离效应和调整误差等因素的影响.这些空间作用是可以和时间作用相类比的,但当同时考虑空间和时间效应的影响时,计算工作量将相当大.所以,为了计算方便,同时又物理意义明确,我们将空间作用的影响归于位相失配相Δk,计算采用的耦合波方程为9A19z=i K1A2A31exp(-iΔkz),(9)9A29z+1Δu9A29t=i K2A1A31exp(iΔkz),(10)其中Ai(z,t)为脉冲的电场表达式(i=1,2,对应基波和二次谐波),z为脉冲在BBO晶体的传输距离.对于上述方程,难以得到直接的解析解,在这里采用一种物理过程比较明确的数值求解法,称为分布傅里叶法,为方便计,将改写为如下形式:9A9z=(D(+N()A,(11)式中D(为微分算符,它表示光波传输中的时间作用,而N(为耦合算符,表示非线性相互作用的过程,分步傅里叶法就是假设在传输过程中,光场每通过一小段距离,时间相关作用和非线性过程是分别作用的,即可通过分别计算时间作用和非线性相互作用得到近似结果,所以其数学表示式为A(z+h,T)≈exp(hD()exp(hN()A(z,T).(12)exp(hD()操作傅里叶变换到频域进行,并且显然D(,N(算符非对易,故有Baker2Hausdorf公式,可以确定96216期吕铁铮等:飞秒激光在BBO晶体中倍频效率的数值计算主要误差项来自(1P 2h )[D (,N (],即该算法精确到分步步长h 的二阶项.图1　分步傅里叶法计算倍频过程效率的流程图以上述分析为基础进行编程计算,图1为我们计算算法的流程图.为了使计算对激光实验具有更大的意义,我们利用我们实验室飞秒激光器的典型参数(脉宽约100fs ,中心波长为800nm ,平均功率为117W )对倍频转换效率进行了计算.图2为利用上述数据计算所得的通过BBO 晶体倍频转换效率,其中的实线表示在实际工作状态下,考虑了实际的群速度延迟和位相失配及损耗等的条件下,点线则表示在位相匹配但仍存在群速度延迟的条件下得到的结果,虚线则表示在理想条件下,即位相匹配且无群色度延迟的条件的计算结果.计算结果表明:首先,群速度延迟总体将会导致倍频效率的降低,对于长度为2mm 的BBO 倍频晶体来说,群速度延迟的影响并不非常显著;其次,空间效应的影响通过位相失配量Δk 来表示,在存在空间效应时间样会进一步降低倍频的效率,这和时间作用的影响是相当的;此外,计算得到的倍频转换效率约为η=60%,和实验所得到的结果相符,这也可以间接得到位相失配量Δk 的大小.图3中的实线是脉宽为100fs 的激光脉冲倍频后的脉冲形状.其中的点线表示输入脉冲的形状,虚线则为在小信号且存在群速度延迟条件下的计算结果.可以看出,对于长度为2mm 晶体,由于群速度延迟的存在,激光脉冲的形状将直接影响输出脉冲的宽度,在小信号条件下,高斯型的脉冲输入将逐渐展宽成方型脉冲,而对于工作在高强度的飞秒脉冲,脉图2　100fs 激光脉冲BBO晶体中倍频转换效率图3　100fs 激光脉冲BBO 晶体倍频后脉冲形状冲的宽度和形状也将变化,但并不非常显著.上述计算结果表明:对于飞秒脉冲倍频,其强烈的非线性过程使得倍频主要发生在晶体中初始很短的长度内,所以群速度延迟的影响相对于小信号倍频过程将减弱.通常在选择晶体长度时要求满足L cry ～gvm ,只是对于小信号激光脉冲倍频而言,而对于高强度下的倍频,较长的晶体长度也是适当的,这在以前的文献中是很少认识到这一点的.这也再次证实我们2mm 的晶体长度的选择是恰当的.41结论分步傅里叶法是一种广泛应用于非线性光学中的方法,将它用于飞秒激光倍频的瞬态耦合方程中,在误差可以接受的情况下,既避免了其他方法的繁琐,又揭示了飞秒倍频过程的物理内涵.还值得指出,分步傅里叶法也可以用于研究大气,光纤等各种介质中飞秒脉冲传输问题.721物 理 学 报51卷[1]E ll R ,M orgner U ,K rtnerF X ,Fujim oto J G,I ppen E P ,Scheuer V ,Angelow G,Tschudi T ,Lederer M J ,Boiko A and Luther 2Davies B 2001Opt .Lett .26373[2]Seas A ,Petricevic V and Alfano R R 1993Opt .Lett .18891[3]Sennaroglu A ,P ollock C R and Nathel H 1994Opt .Lett .19390[4]X ia J F ,W ei Z Y and Zhang J 2000Optics &Laser Technology 32241[5]Y ao J Q 1995Nonlinear Optical Frequency Conversion and TunableLasers (Beijing :Science Press )[姚建铨1995非线性光学频率变换及激光调谐技术(北京:科学出版社)][6]Y ao J Q ,Liu H and Ashok P 1995Acta Opt .Sin .6641[7]Y anovsky V P and W ise F W 1994Opt .Lett .231952[8]Andreoni A ,Bondani M and P otenza M arco A C 1998Opt .Com 2mun .154376Calculation of frequency doubling efficiency offemto second pulse s in BBO crystals 3L üT ie 2Zheng 1)　W ang T ao 2)　Qian Lie 2jia 2)　Lu X in 1)　W ei Zhi 2Y i 1)　Zhang Jie 1)1)(Laboratory o f Optical Physics ,Institute o f Physics ,Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100080,China )2)(State K ey Lab for Advanced Photonic Materials and Devices ,Fudan Univer sity ,Shanghai 200433,China )(Received 15M ay 2001;revised manuscript received 13N ovember 2001)AbstractThis paper presents a calculation of frequency 2doubling efficiency of fem tosecond pulses in BBO crystals using S plited F ouri 2er M ethod.This method can clearly provide physical picture of frequency 2doubling process of fem tosecond pulses ,while keeping calculation sim ple.The calculated conversion efficiency for a 2mm long BBO crystal agrees well with experimental measurements.K eyw ords :fem tosecond laser ,doubled 2frequency PACC :4260,4255B ,42503Project supported by the National Natural Science F oundation of China (G rant N os.19825110,69878032).17216期吕铁铮等:飞秒激光在BBO 晶体中倍频效率的数值计算。

488nm激光器的原理及应用488nm激光器是一种特殊波长的激光器，其波长为488纳米。

激光器是一种产生聚焦、单色和高强度光束的装置，广泛应用于科学研究、医学、通信以及工业领域。

在本文中，我们将探讨它的原理、应用和未来发展。

一、工作原理该激光器常使用氩离子激光器作为泵浦源。

当电流通过氩离子激光器时，氩气中的气体分子受到激发并跃迁到较高能级。

随后，在激光腔中，这些高能级的气体分子被激光介质(例如Ar+)激发，从而产生具有波长为488nm的激光。

这种特定波长的激光对于许多应用非常重要。

二、应用1、在生命科学研究中得到广泛应用。

例如，在流式细胞术中，可用于激发荧光染料，从而帮助检测和分析细胞中的不同分子。

此外，它还可用于显微成像技术，如共聚焦显微镜和双光子显微镜，在细胞和组织的高分辨率成像方面发挥关键作用。

2、除了生命科学领域，488nm激光器还在其他应用中具有重要意义。

例如，它广泛应用于激光打印机、激光显示器以及激光投影设备中。

其高亮度和单色性使得显示图像更加清晰和鲜艳。

3、未来，随着激光技术的进一步发展，该激光器可能会在更多领域找到应用。

例如，在量子计算和量子通信中，激光器的稳定性和精确控制变得尤为重要。

由于其特殊的波长和低噪声特性，激光器可能被用于实现高效的量子比特操作和传输。

4、随着纳米技术的快速发展，激光器也可能在纳米加工和纳米材料研究中发挥重要作用。

利用激光器的高能量密度和精确控制能力，可以实现对纳米结构的精确加工和调控。

488nm激光器作为一种特殊波长的激光器，在生命科学研究、显示技术以及未来的量子计算和纳米技术中具有广泛的应用前景。

随着技术的不断进步和创新，我们相信它将继续发挥重要作用，并在更多领域产生深远影响。

BBO晶体四倍频全固态小功率紫外激光器
胡淼;葛剑虹;陈军;刘崇
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2009(21)2
【摘要】利用KTP晶体和BBO晶体,进行了激光二极管泵浦的Nd;YVO4声光调Q激光脉冲四倍频实验.在不同绿光功率入射时,获得光束的束腰半径和紫外转换效率的依赖关系:当绿光功率为1.10 w,束腰半径为12.4 μm时,得到了210 mw的准连续266 nm紫外脉冲输出,四倍频转换效率为19.1%.实验还对紫外远场光斑分别在o光振动面和e光振动面内进行分析,指出了BBO晶体在该两平面内不同的倍频接受角是造成椭圆形紫外光斑和主光斑附近明暗条纹的主要原因.
【总页数】5页(P203-207)
【作者】胡淼;葛剑虹;陈军;刘崇
【作者单位】杭州电子科技大学,通信工程学院,杭州,310018;浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027;浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭
州,310027;浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TN241
【相关文献】
1.高功率全固态紫外四倍频激光器 [J], 胡淼;金晶;李齐良;刘崇;葛剑虹;陈军
2.使用BBO晶体内腔倍频环形腔激光器产生紫外激光 [J], 汪晓元
3.高效三倍频全固态Nd∶YAG/LBO紫外激光器 [J], 万云芳;韩克祯;左春华;何京良
4.BBO晶体腔内位置对灯泵Cr:LiSAF激光器腔内倍频的影响的研究 [J], 陈长水;赵柯;王佩琳;谢建平
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利用PPKTP晶体对795nm(Rb D1线)激光进行倍频的研究的开题报告一、研究背景在光学领域中，利用半导体激光器产生的基频激光，通过谐波倍频技术可获得高效率、高功率的可见光、紫外光以及红外光等。

其中，利用PPKTP晶体对795nm(Rb D1线)激光进行倍频，可以获得397.5nm紫外光，是用于量子信息、光学制冷、分子荧光探测等领域的重要光源。

因此，对于PPKTP晶体倍频技术的研究具有重要的意义。

二、研究目的本研究的目的是探究PPKTP晶体对795nm(Rb D1线)激光进行倍频的特性。

具体目标如下：1. 测试不同功率的795nm激光在各个温度下的THG能量输出。

2. 研究PPKTP晶体对795nm激光进行倍频的效率与输出功率之间的关系。

3. 研究PPKTP晶体对795nm激光进行倍频的温度特性，掌握其最佳温度范围。

三、研究内容1. PPKTP晶体的制备及样品特性测试。

2. 利用激光调制器调节光脉冲形状及频率。

3. 利用DPSS激光器产生795nm激光，并将其输入到PPKTP晶体中，对比测试其THG能量输出的差异。

4. 探究PPKTP晶体对795nm激光进行倍频的效率与输出功率之间的关系。

5. 研究PPKTP晶体对795nm激光进行倍频的温度特性。

四、研究方法1. 利用快速泵浦脉冲技术制备PPKTP晶体。

2. 通过激光调制器调节光脉冲形状及频率。

3. 利用DPSS激光器产生795nm激光，对比测试其THG能量输出的差异。

4. 利用光栅对795nm激光进行波长调整，获得最佳波长的激光输入到PPKTP晶体中。

5. 通过改变PPKTP晶体的温度来研究倍频效果的温度特性。

五、研究意义1. 对PPKTP晶体倍频技术的方法学进行研究，为提高其倍频效率提供新的思路和途径。

2. 探究PPKTP晶体对795nm激光进行倍频效率与功率的关系，对该技术在实际应用中的优化具有重要意义。

3. 研究PPKTP晶体倍频技术的温度特性，为其在实际应用中的优化提供理论基础。

bbo晶体有效倍频系数摘要：1.引言2.BBO 晶体的概述3.BBO 晶体的有效倍频系数4.BBO 晶体的应用领域5.总结正文：1.引言本篇文章主要介绍BBO 晶体的有效倍频系数。

BBO 晶体，即β-BaB2O4(BBO) 晶体，是一种具有优良的非线性光学特性的人工晶体。

在激光技术、光通信和光学信号处理等领域中，BBO 晶体被广泛应用。

而了解BBO 晶体的有效倍频系数，有助于我们更好地利用这种晶体进行相关研究和应用开发。

2.BBO 晶体的概述BBO 晶体是一种人工合成的β相硼酸钡晶体，其化学式为β-BaB2O4。

这种晶体具有很好的透明性、热稳定性和化学稳定性，是一种理想的非线性光学晶体。

BBO 晶体的非线性光学特性主要表现在其二倍频和倍频谐波产生方面，这使得它在激光技术、光通信和光学信号处理等领域具有广泛的应用前景。

3.BBO 晶体的有效倍频系数BBO 晶体的有效倍频系数是指在激光作用下，晶体产生的倍频光功率与入射光功率之比。

这个系数是衡量BBO 晶体倍频效应优劣的重要参数。

有效倍频系数越大，说明晶体的倍频效应越好，产生的倍频光功率越大。

BBO 晶体的有效倍频系数与其晶体结构、光学性质和倍频谐波的产生机制等因素密切相关。

通过对这些因素的研究，可以进一步提高BBO 晶体的有效倍频系数，从而提高其在实际应用中的性能。

4.BBO 晶体的应用领域BBO 晶体在激光技术、光通信和光学信号处理等领域具有广泛的应用。

例如，在激光技术中，BBO 晶体可以用于产生高频谐波，从而扩展激光器的输出光谱范围；在光通信中，BBO 晶体可以用于光信号的倍频调制和解调，以提高光通信系统的传输速率和信噪比；在光学信号处理中，BBO 晶体可以用于光学混频、光学倍频和光学参量放大等。

5.总结BBO 晶体作为一种具有优良非线性光学特性的人工晶体，在激光技术、光通信和光学信号处理等领域具有广泛的应用。

了解BBO 晶体的有效倍频系数，有助于我们更好地利用这种晶体进行相关研究和应用开发。

BBO晶体的应用原理1. 简介BBO（β-BaB2O4）晶体是一种非线性光学晶体，具有较高的非线性光学系数和较宽的适用光谱范围，广泛应用于激光技术、光通信、光子学等领域。

本文将介绍BBO晶体的应用原理及其在不同领域的具体应用。

2. 应用原理BBO晶体的非线性光学效应是其应用的基础。

其主要的非线性光学效应包括二倍频（SHG）效应、倍频（THG）效应以及光参量振荡（OPO）效应。

2.1 二倍频（SHG）效应二倍频效应是指将输入的光波频率翻倍得到新的频率。

当在BBO晶体中输入光波通过二倍频效应时，输出光波的频率是输入光波频率的二倍。

这一效应是非常重要的，它可以将激光器输出的高频率激光转换成更高频率的光线，从而得到更高的光能量。

2.2 倍频（THG）效应倍频效应是指将输入的光波频率倍增得到新的频率。

BBO晶体在倍频效应中起到了关键作用。

通过选择合适的晶体厚度和入射角度，可以实现电光倍频，将输入的光波频率增加一倍或更多。

2.3 光参量振荡（OPO）效应光参量振荡效应是指通过非线性光学晶体的作用，将一个入射激光波分裂成两个具有不同频率的激光波。

当激光波通过BBO晶体时，可以产生一个高频泵浦激光波和一个低频信号激光波。

3. 应用领域3.1 激光技术BBO晶体在激光技术领域有广泛的应用。

通过BBO晶体的二倍频效应，可以实现将激光器输出的激光波频率翻倍，产生更高的激光能量。

此外，BBO晶体还可以作为激光腔内调谐元件，用于调谐激光器输出频率。

3.2 光通信在光通信领域，BBO晶体常用于频率转换和波长调制。

利用二倍频效应，可以将输入的信号激光波频率转换成半导体激光器所需的波长范围。

通过控制晶体的属性，还可以实现调节信号波的光强。

3.3 光子学BBO晶体在光子学中也有广泛的应用。

利用倍频效应，可以实现光子学中的频率转换，扩展光子学光源的应用。

此外，BBO晶体还可以用于非线性光学波导的制备，实现自抗锁定调制器和光开关等器件的制作。

文章编号 :0258-7025(2004 09-1030-03BIBO 晶体腔内倍频高效率 473nm蓝光激光器郑权 1, 赵岭 1, 董胜明21中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 , 吉林长春 1300222山东大学晶体材料国家重点实验室 , 山东济南 250100摘要 BI BO (BiB 3O 6 晶体是一种新型的非线性光学晶体 , 物化性能稳定、光损伤阈值高 , 并且具有相当大的非线性光学系数 , 可以制作成频率变换器件 , 获得高效的倍频激光输出。

报道了用 BI BO 晶体对一台运转于 946nm 激光谱线的激光二极管 (LD 抽运 N d YA G 激光器进行腔内倍频获得高效率的 473nm 蓝光输出的实验结果。

用国产的激光二极管端面抽运厚 2. 2mm, 掺杂浓度 1. 0at. -%的 N d Y A G 激光晶体 , 在注入抽运光功率为 1. 6W 时 , 用 5mm 长的Ⅰ类临界位相匹配BIBO 晶体获得的 T EM 00模蓝光输出达 183mW , 相应的腔内倍频转换效率为 11. 4%, 比同样工作条件下 10mm 长Ⅰ类 L BO 晶体的倍频效率高 45%以上。

关键词激光技术 ; BIBO 晶体 ; 激光二极管 ; 蓝光激光器中图分类号 T N 248. 1文献标识码 AHigh Efficient Blue Laser Generation at 473nm by BIBO CrystalZHENG Quan 1, ZHAO Ling 1, DONG Sheng -ming21Chang chun I nstitute of Op tics , Fine M echanics and P hy sics ,T he Chines e A cadem y of Sciences , Changchun , J ilin 130022, China2T he State K ey Laboratory of Cry stal M ater ial , S hand ong U niv er sity , J inan , S handong 250100, ChinaAbstract BIBO (BiB 3O 6 cr ystal is a novel no nlinear cry st al, w hich has st able physical and chemical pr operties, hig h dest ro y threshold , and big nonlinear effectiv e co efficient , so BI BO cr ystal can be used as fr equency co nver sion dev ice to obtain ef ficient second har monic w av e gener atio n. In this paper , hig h efficient blue laser a t 473nm w as gener ated by BIBO cry st al inser ted in a diode-pum ped N d Y A G (Y 3A l 5O 12 laser at 946nm for int ra-ca vit y frequency doubling . A home made laser diode was used to end pump a piece of 2. 2mm long N d YA G cr ystaldo pped w ith 1. 0at . -%.W ith 1. 6W pumped laser , 183mW T EM 00mode stable blue laser output w as o bt ained by a 5mm long Ⅰ ty ped BIBO cr ysta l, conver sio n efficiency up to 11. 4%, which w as abo ut 45%hig her than a 10mm long Ⅰ t yped L BO (L iB 2O 3 cr ystal.Key words laser t echnique ; BI BO cry st al ; laser diode ; blue laser收稿日期 :2003-06-02; 收到修改稿日期 :2003-08-04基金项目 :国家863计划 (N o. 2002AA 311141 资助项目。

第37卷　第7期中　国　激　光V ol .37,N o .72010年7月CHINESE JO URNAL OF LASERSJuly ,2010 文章编号:0258-7025(2010)07-1669-04全固态腔内和频488nm 连续蓝光激光器王君光1　李永亮2　田迎华3　吕　望1　包　琳1　全　慧11长春理工大学理学院,吉林长春130022;2长春理工大学光电工程学院,吉林长春1300223长春理工大学计算机科学与技术学院,吉林长春130022摘要　报道了全固态连续波488nm 蓝光激光器,蓝激光分别由N d :Y LF 4(N d :YL F )和N d :YV O 4晶体的1047和914nm 谱线非线性和频产生,实验中采用复合腔结构,利用LiB 3O 5(LBO )晶体I 类临界相位进行腔内和频,当总注入抽运功率为32.2W (注入到N d :Y LF 晶体和N d :YV O 4晶体的抽运功率分别为13.4和18.8W )时,获得650mW 的T EM 00连续波488nm 蓝光激光输出。

30min 功率不稳定度优于±2.8%。

光束质量因子M 2=1.3。

关键词　激光器;全固态;复合腔;和频;蓝光激光器中图分类号　T N 248.1 文献标识码　A doi :10.3788/CJL 20103707.1669All -Solid -State Continuous -Wave All -Intracavity Sum -Fre quencyMixing Blue Laser at 488nmWang Junguang 1　Li Yongliang 2　Tian Yinghua 3　L ǜWang 1　Bao Lin 1　Quan Hui 11S chool of Science ,Changchun Universit y of Science and Technolog y ,Changchun ,Jilin 130022,China2School of Opto -Electronic Eng ineering ,Changchun University of Science and Technology ,Changchun ,Jilin 130022,China3School of Co m puter Science and Technology ,Chang chun Universit y of Science and Technology ,Changchun ,Jilin 130022,ChinaAb stract An all -solid -state c ohe rent ra dia tion at 488nm by intra cavity sum -fre quency generation of 914nm N d :YVO 4la ser a nd 1047nm Nd :YLF 4(N d :YLF )laser is reported .Blue laser is obtained by using a double cavity and type -I c ritic al phase m atc hing L iB 3O 5(LBO )c rystal sum -frequency m ixing .With total pum p power of 32.2W (13.4W pump power for Nd :YLF la ser and 18.8W pum p power for Nd :YVO 4la ser ),TEM 00m ode blue la ser at 488nm of 650mW is obtained at last .The power stab ility in 30minute s is better than ±2.8%.The M 2factor is 1.3.Key wo rds la sers ;all -solid -state ;double cavity ;sum frequency mixing ;blue la ser 收稿日期:2009-11-12;收到修改稿日期:2010-01-04基金项目:“十一五”预研支撑基金项目(62301110109)资助课题。

基于单块周期极化铌酸锂晶体级联三倍频的440nm蓝光固体激光器张旭光;闫雪静;孙舒娟;王卫民;鲁燕华;许夏飞;张雷;任怀瑾;刘芳;孙军;阮旭【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2018(030)004【摘要】阐述了一种基于单块周期极化铌酸锂晶体级联三倍频实现440 nm 蓝光输出的实验方案.根据周期极化铌酸锂晶体的 Sellmeier方程以及倍频与和频的相位匹配条件,在一块周期极化铌酸锂晶体上设计了两段不同的极化周期,使其在同一工作温度下能分别实现倍频与和频,在先后经过倍频与和频后,实现级联三倍频输出.实验采用Nd:YAG产生的1319 nm光作为基频光,重频400 Hz,脉宽110 ns,横向和纵向光束质量因子分别为1.81和2.65.耦合进周期极化铌酸锂晶体后,出射光中检测到660 nm 的红光和440 nm 的蓝光.通过调整工作温度和入射基频光功率,得到2.4 mW的最大蓝光输出,此时工作温度55.5 ℃,基频光功率530 mW.实验结果验证了单块晶体实现级联三倍频440 nm蓝光输出的可行性.%A 440 nm solid-state blue laser produced by a periodically poled lithium niobate (PPLN)crystal based on casca-ded third-harmonic generation (THG)is introduced.According to Sellmeier equation and phase-matching conditions of second-harmonic generation (SHG)and sum-frequency generation (SFG),two different poling periods of PPLN were designed to realize SHG and SFG at the same working temperature,and then the cascaded THG can be realized through SHG and SFG.The funda-mental laser was produced by Nd:YAG,and had a 110 ns pulse width at 400 Hzpulse repetition rate with a measured beam quali-ty of M2x=1.81 andM2y=2.65.It was coupled in PPLN and the 660 nm and 440 nm laser were detected after it passed through the crystal.The maximum output power of 440 nm laser was 2.4 mW where the working temperature was 55.5 ℃,and the pow-er of 1319 nm laser was 530 mW.It is proved that a cascaded THG 440 nm blue laser can be realized by this method and it can re-alize a high power and high efficiency blue laser after optimization.【总页数】5页(P25-29)【作者】张旭光;闫雪静;孙舒娟;王卫民;鲁燕华;许夏飞;张雷;任怀瑾;刘芳;孙军;阮旭【作者单位】中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院研究生院,北京100088;中国工程物理研究院高能激光科学与技术实验室,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院研究生院,北京100088;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院研究生院,北京100088;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;南开大学物理科学学院,天津300071;南开大学弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457;山西大学极端光学协同创新中心,太原030006;中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院研究生院,北京100088【正文语种】中文【中图分类】TN248.1;O437.1【相关文献】1.基于掺镁周期极化铌酸锂晶体的内腔单共振连续可调谐光参量振荡器 [J], 苏辉;李志平;段延敏;王小蕾;朱海永2.基于非周期极化铌酸锂晶体产生任意频率太赫兹辐射 [J], 毋雪;朱巧芬;张岩3.基于周期性极化铌酸锂晶体的电光开关 [J], 陈险峰;刘坤;石剑虹4.基于单块周期极化晶体的级联三倍频蓝光输出技术的研究 [J], 张旭光;鲁燕华;许夏飞;张雷;任怀瑾;刘芳;孙军;王卫民;;;;;;;;5.基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析 [J], 万玲玉;卢智勇;廖洋;超亮芳;胡龙敢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

文章编号 2097-1842（2023）06-1318-065.2 W 高重频257 nm 深紫外皮秒激光器范灏然1，陈　曦1 *，郑　磊1，谢文侠1，季　鑫1，郑　权1,2（1. 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130012；2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033）摘要：为了提高半导体检测用深紫外激光器的检测效率，需要搭建高功率、高重频257 nm 深紫外皮秒激光器实验平台。

本文以光子晶体光纤放大器和腔外四倍频结构为基础，进行了257 nm 深紫外激光器的实验研究。

种子源采用中心波长为1 030 nm 、脉冲宽度为50 ps 的光纤激光器，输出功率为20 mW ，重复频率为19.8 MHz 。

通过两级掺镱双包层（65 μm/275 μm ）光子晶体光纤棒放大结构，获得了1 030 nm 高功率基频光。

利用二倍频晶体LBO 、四倍频晶体BBO ，采用腔外倍频方式获得了257 nm 深紫外激光。

种子源通过两级光子晶体光纤放大器输出的1 030 nm 基频光，输出功率为86 W ，经过激光聚焦系统后，倍频得到二次谐波515 nm 激光输出功率为47.5 W ，四次谐波257 nm 深紫外激光输出功率为5.2 W ，四次谐波转换效率为6.05%。

实验结果表明，该结构可获得高功率257 nm 深紫外激光输出，为提高半导体检测用激光器的检测效率提供了新思路。

关 键 词：深紫外皮秒激光器；高重频；光子晶体光纤放大器；四次谐波产生中图分类号：TP394.1;TH691.9 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0026High repetition frequency 257 nm deep ultraviolet picosecondlaser with 5.2 W output powerFAN Hao-ran 1，CHEN Xi 1 *，ZHENG Lei 1，XIE Wen-xia 1，JI Xin 1，ZHENG Quan 1,2（1. Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd , Changchun 130012, China ；2. Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences , Changchun 130033, China ）* Corresponding author ，E-mail : *******************Abstract : To improve the detection efficiency of deep ultraviolet laser for semiconductor detection, it is necessary to develop 257 nm deep ultraviolet picosecond laser with high power and high repetition frequency. In this study, a 257 nm deep ultraviolet laser was experimentally investigated based on photonic fiber amplifier and extra-cavity frequency quadrupling. The seed source uses a fiber laser with a central wavelength of 1 030 nm and a pulse width of 50 ps, delivering a power output of 20 mW and a repetition frequency of 19.8 MHz. High power 1 030 nm fundamental frequency light was obtained through a two-stage ytterbium-doped double cladding (65 μm/275 μm) photonic crystal fiber rod amplification structure, and收稿日期：2023-02-11；修订日期：2023-03-13基金项目：长春市科技发展计划重点研发专项（No. 21ZGG15）Supported by the Key R & D Projects of Changchun Science and Technology Development Plan (No.21ZGG15)第 16 卷　第 6 期中国光学（中英文）Vol. 16　No. 62023年11月Chinese OpticsNov. 2023257 nm deep ultraviolet laser was generated using double frequency crystal LBO and quadruple frequency crystal BBO. The seed source uses a two-stage photonic crystal fiber amplifier to get a 1 030 nm laser with output power of 86 W. After the laser focusing system and frequency doubling, a second harmonic output power of 47.5 W at 515 nm and a fourth harmonic output power of 5.2 W at 257 nm were obtained.The fourth harmonic conversion efficiency was 6.05%. The experimental results show that this structure can ob-tain high power 257 nm deep ultraviolet laser output, providing a novel approach to improve the detection ef-ficiency of the lasers for semiconductor detection.Key words: deep ultraviolet picosecond laser；high repetition frequency；photonic crystal fiber amplifier；fourth harmonic generation1 引　言高重频深紫外皮秒激光器，因具有分辨率高、加工速率快、热损伤低等特性，被广泛应用于半导体检测、光刻以及精密材料加工等工业领域[1-6]。