資源描述：
《飛秒激光在bbo晶體中倍頻效率的數(shù)值計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第’!卷第.期"##"年.月物理學(xué)報(bào)M5A*’!，L5*.，N>O7，"##"!###1&"/#F"##"F’（!#.）F!".$1#%:3G:HI9JK3:JKLK3:""##"3D8O*HDP,*J5Q*"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""飛秒激光在!!"晶體中倍頻效率的數(shù)值計(jì)算!!）"）"）!）!）!）呂鐵錚王韜錢列加魯欣魏志義張杰!（）中國(guó)科學(xué)院物理研究所光物理實(shí)驗(yàn)室，北京!###$#）"（）復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)
2、光子學(xué)材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海"##%&&）（"##!年’月!’日收到；"##!年!!月!&日收到修改稿）采用分步傅里葉法對(duì)飛秒激光在(()晶體中倍頻過(guò)程的效率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析表明這種方法既避免了其他數(shù)學(xué)方法的繁瑣，又直觀地展現(xiàn)了倍頻過(guò)程的物理本質(zhì)*針對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件，計(jì)算了脈寬為!##+,的激光脈沖通過(guò)"--長(zhǎng)、!類相位匹配的(()晶體的倍頻效率，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)上對(duì)同樣晶體倍頻效率的測(cè)量是一致的*關(guān)鍵詞：飛秒激光，倍頻#$%%：%".#，%"’’(，%"’#沖的走離角、脈寬及帶寬等因素也是影
3、響倍頻轉(zhuǎn)換!2引言效率的重要方面*盡管目前人們對(duì)穩(wěn)態(tài)激光的頻率［’］變換效率已有了比較成熟的研究，但由于超短脈固體鎖模激光技術(shù)在過(guò)去十年時(shí)間里的飛速發(fā)沖上述問(wèn)題的復(fù)雜性，采用傳統(tǒng)非線性光學(xué)的方法［.］展，使飛秒激光已成為人們開展科學(xué)研究最常用的在理論分析上仍有一定的困難*本文我們通過(guò)對(duì)工具之一*目前人們不僅通過(guò)摻鈦藍(lán)寶石激光可以飛秒脈沖在(()晶體上倍頻過(guò)程的分析，采用分步直接產(chǎn)生小于’+,的激光脈沖［!］，而且也在34：傅里葉法（,@A867BC5>4874-76D5B）進(jìn)行了倍頻效率的［"］，34
4、：9:;［&］等一系列寬調(diào)諧激光晶體中實(shí)數(shù)值計(jì)算，這種方法不僅避免了其他數(shù)學(xué)方法的繁+54,674867瑣，而且也直觀地展現(xiàn)了倍頻過(guò)程的物理本質(zhì)*我們現(xiàn)了飛秒鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)*但是，上述激光的工作波長(zhǎng)均運(yùn)還針對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件，計(jì)算了脈寬為!##+,的激光脈行在近紅外、紅外波段，不能滿足需要采用更短波長(zhǎng)沖通過(guò)"--長(zhǎng)、!類相位匹配的(()晶體的倍頻效飛秒脈沖進(jìn)行研究的應(yīng)用要求*實(shí)際上由于倍頻后率，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)上對(duì)同樣晶體倍頻效率的測(cè)量光子能量的增大，其可以更廣泛的應(yīng)用到超快研究是一致的*中，因此采用非線性晶體進(jìn)
5、行飛秒脈沖的頻率轉(zhuǎn)換，得到不同波長(zhǎng)的飛秒激光是人們感興趣的內(nèi)容*"2飛秒脈沖激光倍頻的原理及過(guò)程分目前獲得短波長(zhǎng)飛秒脈沖最直接的方法是倍頻析自鎖模鈦寶石激光，如果是腔內(nèi)倍頻，由于腔內(nèi)具有相對(duì)高的脈沖能量，因此為了有效的抑制脈沖展寬，對(duì)于脈沖寬度較寬的長(zhǎng)脈沖而言，倍頻過(guò)程可通常采用極薄的非線性晶體；但對(duì)于腔外倍頻，由于忽略基頻光和倍頻光群速度的差異，作為穩(wěn)態(tài)問(wèn)題基波功率低，則往往需要一定厚度的晶體才能得到來(lái)解決，而對(duì)于超短脈沖，當(dāng)通過(guò)對(duì)于非線性晶體理想的諧波轉(zhuǎn)換效率*我們采用"--的(()（<1<=48
6、1時(shí)，基波和諧波之間的群速度差異以將嚴(yán)重影響倍>-<54=67，偏硼酸鋇）晶體，腔外倍頻摻鈦藍(lán)寶石激頻脈沖的形狀和效率，所以飛秒脈沖的倍頻要滿足［%］光獲得了高達(dá).#?的峰值轉(zhuǎn)換效率*與普通激光位相匹配和群速匹配*即有：倍頻過(guò)程不同，超短脈沖由于具有較寬的光譜寬度，!（"!）E"!（!），（!）因此無(wú)論哪種倍頻方式，倍頻晶體除要求相位匹配(B!FB!)!E(B!FB!)"!，（"）外，還應(yīng)該滿足寬帶接收要求，即群速匹配，此外脈其中!為角頻率，!為波矢量，并有!"E#!"F$*一!國(guó)家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)
7、號(hào)：!/$"’!!#，./$0$#&"）和$.&1%!#激光高技術(shù)主題資助的課題*7期呂鐵錚等：飛秒激光在""#晶體中倍頻效率的數(shù)值計(jì)算3)78))般而言，三波互作用的相位匹配有兩種類型：入射基其中)為光速，上述C$5C!即為群速色散（D?E），頻光具有相同偏振方向，則為!類，反之而為"類匹它使得基波和二次諧波在""#晶體內(nèi)傳播時(shí)各自配!考慮最常用的""#晶體，由于屬于是負(fù)單軸結(jié)展寬并分開!但是，群速度延遲的作用是一階效應(yīng)，構(gòu)，相位匹配采用!類匹配方式，即要求滿足其影響是主要的，只有當(dāng)一階作用為零時(shí)，
8、才需要考$%$!!，"（&!）’"（()!，"）!（*）慮高階項(xiàng)的作用!而對(duì)于我們實(shí)驗(yàn)采用""#晶體和"&，"(分別表示尋常光和異常光的折射率，可9$$--的基頻激光波長(zhǎng)，基頻光和倍頻光的色散長(zhǎng)以由+(,,-(.(/公式推出，度’C（.:!）#’
