一种基于非共线光参量放大技术的宽带中红外激光脉冲设计方法技术

本发明专利技术一种基于非共线光参量放大技术的宽带中红外激光脉冲设计方法，属于激光技术领域。该领域已知技术难以利用商业上成熟的～1μm激光泵浦源，获得波长覆盖范围广，同时增益带宽较宽的中红外脉冲激光输出。本发明专利技术提出利用Li基非氧化物晶体在特定的I类非共线光参量放大条件下，实现宽带即超短脉冲激光放大。本发明专利技术实施简单，能提供宽的中红外波长覆盖范围和宽的增益带宽，在科研界和工业界具有良好的应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非共线光参量放大技术的宽带中红外激光脉冲设计方法


[0001]本专利技术一种基于非共线光参量放大技术的宽带中红外激光脉冲设计方法，具体涉及一种利用Li基非线性晶体在特定的I类非共线光参量放大条件下，实现宽带即超短脉冲激光放大，属于激光


技术介绍

[0002]中红外超短脉冲激光光源在科研界和工业界都具有重要的应用，如分子光谱学，强场物理等领域。产生超短脉冲具有挑战，原因是难以产生宽带光信号放大。光参量放大技术(Optical parametric amplification—OPA)是产生中红外超短脉冲的主要技术之一，其利用将高能量泵浦光和低能量信号光同时注入到非线性光学晶体，当满足相位匹配条件时，能量从泵浦光转移到信号光中，使信号光得到有效放大，同时产生波长更长的闲频光。增益光谱宽度是光参量放大过程一个重要的评价参数，它决定了可获得的最短脉冲的持续时间。目前，已经报道的中红外光参量放大主要集中在氧化物晶体，但是其输出波长最长不超过5μm，也有围绕非氧化晶体的中红外光参量放大的报道，如ZnGeP2，CdSiP2等晶体，但是由于其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非共线光参量放大技术的宽带中红外激光脉冲设计方法，其特征在于利用Li基非氧化物晶体在特定的I类光参量放大条件下，实现宽带脉冲激光放大。具体步骤包括：步骤1：选择LGS，LGSe，LIS或LISe为光参量放大作用晶体，以o
s
+o
i
→
e
p
为光参量放大类型，依据和晶体高光透过率范围，计算泵浦光波分别在0.8
‑
2.2μm(LGS)，0.88
‑
2.2μm(LGSe)，1
‑
2.2μm(LIS)和1.1
‑
2.2μm(LISe)范围内，非共线角与泵浦光和信号光波长关系的3D等高线图。公式中v
gs
，v
gi
，λ
s
，λ
i
，n
s
，n
i
分别为信号光和闲频光的群速度、波长、折射率，α为非共线角，代表信号波矢与泵浦波矢间的夹角；步骤2：根据步骤1计算结果，确定分别在1.03μm，1.064μm，1.94μm和2.1μm商业化激光器泵浦下，实现宽带光参量放大的晶体组合为LGS(采用1.03和1.064μm波长泵浦)，LGSe(采用1.03、1.064和1.94μm波长泵浦)，LIS(采用1.03和1.064μm波长泵浦)，LISe(采用1.94和2.1μm波长泵浦)；步骤3：根据步骤1和步骤2结果，依据设计实现宽带和超宽带光参量放大的中央信号光波长、闲频光波长、非共线和相位匹配角参数。公式中θ为相位匹配角，代表泵浦波矢与光轴间的夹角，λ
p
为泵浦波长，n
op
和n
ep
为泵浦光o光和e光折射率。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于具体放大方案是：对于LGS晶体：以1.03μm波长激光器作为泵浦源，采用0
‑
2.75
°
为非共线角，分别对中心波长处于1.185
‑
2.06μm的信号光进行宽带光放大，对应闲频光放大范围7.88
‑
2.06μm，并在α＝2.75
°
(λ
s
＝1.58μm,λ
i
＝2.96μm，θ＝38.24
°
)条件下获得超宽带光放大；或以1.064μm波长激光器作为泵浦源，采用0
‑
2.62
°
为非共线角，分别对中心波长处于1.24
‑
2.128μm的信号光进行宽带光放大，对应闲频光放大范围7.496
‑
2.128μm，并在α＝2.62
°
(λ
s
＝1.62μm,λ
i
＝3.10μm，θ＝40.12
°
)条件下获得超宽带光放大；对于LGSe晶体：以1.03μm波长激光器作为泵浦源，采用0
‑
3.4
°
为非共线角，分别对中心波长处于1.138
‑
2.06μm的信号光进行宽带光放大，对应闲频光放大范围10.853
‑
2.06μm，并在α＝3.4
°
(λ
s
＝1.56μm,λ
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：周路，王鑫，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：