Segunda Generación Armónica
PPLN se puede usar en una configuración de pase único para SHG con el P µm P enfocado en el centro de la longitud del cristal. Para una eficiencia µm , apunte a la condición de enfoque de Boyd-Kleinman. Aquí es donde el tamaño del punto es tal que la relación de la longitud del cristal con el parámetro confocal es 2.84.
La eficiencia de conversión óptima µm que se puede lograr para una interacción SHG también depende de varias FActocomo:
- CW o fuente P µm P pulsada
- Potencia de entrada: a alta potencia, puedes alcanzar la saturación de ganancia.
- Longitud de onda P µm P/SHG: a baja ganancia, la eficiencia de conversión es mayor para las interacciones que involucran fotones de mayor energía (longitud de onda corta).
1064 nm → 532 nm
Para CW de baja ganancia, la eficiencia de conversión típica es del 2%/Wcm. Por ejemplo, para 1,5 W a 1064 nm y un cristal MgO:PPLN de 40 mm de largo, la salida esperada de 532 nm es 180 mW. A potencias más altas, Covesion ha alcanzado el 1,5 %/Wcm con una fuente de 10 W, generando 3 W a 532 nm a partir de un cristal de 20 mm de largo.
En sistemas CW, se han demostrado eficiencias de conversión superiores al 50 % en una disposición intracavidad [1]. Para fuentes de nanosegundos (~10 KHz, ~50 uJ), normalmente se pueden lograr eficiencias del 50 %.
1550 nm → 775 nm
La duplicación de frecuencia de los láseres de fibra dopados ERBI µm también es común, por ejemplo, para la generación de 775 nm o 780 nm. Para una fuente de CW, generalmente puede alcanzar 0.6%/WCM para baja ganancia. A altas potencias se ha demostrado una eficiencia de 0.3%/WCM para generar 11W a 780 nm en un cristal de 40 mm de largo con 30W P µm P potencia[2].
Para una fuente de nanosegundos, se ha demostrado una eficiencia de conversión de hasta el 80 % en un sistema pulsado de un solo paso [3] . Para fuentes de femtosegundos, que utilizan una longitud de cristal de 1 mm, los clientes han informado eficiencias del 40-60 % para ~100 fs, 100 MHz y potencias promedio de varios cientos de mW. Debido al amplio ancho de banda de aceptación de temperatura, nuestro cristal MSHG1550-0.5-1 se puede utilizar a temperatura ambiente y sin controlador de temperatura, para SHG a 1550 o 1560 nm.
Generación de frecuencia diferencial
PPLN a menudo se usa en una configuración de DFG para la generación de IR Mid-IR, ya sea con un láser TI: S y láser de 1550 nm, o una fuente de 1064 nm y un láser sintonizable de ~ 1550nm. La eficiencia óptima µm requiere un enfoque confocal de ambas vigas P µm , es decir, la relación de la longitud del cristal al parámetro confocal es 1. Para los sistemas CW, se pueden lograr eficiencias de 0.3-0.4MW/W2CM.
Oscilador paramétrico óptico
Uno de los usos más comunes de PPLN está en un oscilador paramétrico óptico (OPO). Un esquema de un OPO se muestra arriba. La disposición común utiliza un láser P µm P µm de 1064 nm y puede producir vigas de señal y ociosos a cualquier longitud de onda más larga que la longitud de onda del láser P µm . Las longitudes de onda exactas están determinadas por dos FActoRS: conservación de energía y coincidencia de fase. La conservación de la energía dicta que el S µm de la energía de un fotón de señal y un fotón ideal debe igualar la energía de AP µm P Photon. Por lo tanto, es posible un N µm infinito de combinaciones de fotones generadas. Sin embargo, la combinación que se producirá de manera eficiente es la que la periodicidad de la poling en el niobato liti µm crea una condición coincidente con fase cuasi. La combinación de longitudes de onda que se coincide con la cuasi fase y, por lo tanto, se conoce como la longitud de onda de operación, se altera cambiando la temperatura de PPLN o utilizando PPLN con un período de poling diferente. ND: YAG P µm PED OPOS basados en PPLN puede producir eficientemente una luz sintonizable a longitudes de onda entre 1.3 y 5 μm e incluso puede producir luz a longitudes de onda más largas pero con menor eficiencia. El PPLN OPO puede producir potencias de salida de varios vatios y puede ser P µm PED con láseres P µM Pulsed o CW P µm .
El umbral de oscilación mínimo µm se puede lograr en condiciones de enfoque confocal para la P µm y la señal de resonación o el inactividad, es decir, la relación de la longitud del cristal al parámetro confocal es 1. El umbral de P P µm típico para un CW OPO resonante, es alrededor de 1-2W.
S µm Generación de frecuencia
Para lograr un SFG eficiente, idealmente desea que las dos vigas P µm P se centren confocalmente en la PPLN (es decir, la relación de la longitud del cristal al parámetro confocal es 1) y que ambas vigas sean aproximadamente iguales en el poder.
SFG en PPLN se utiliza a menudo para el enfriamiento por láser de átomos o iones donde se requiere un control muy preciso sobre las frecuencias. Para la generación de luz de 626 nm a partir de 1051 nm y 1551 nm, se han logrado eficiencias de 3,5-2,5 %/Wcm. Aquí, la eficiencia η está definida por [4, 5] :
Donde P es la potencia en cada longitud de onda y l es la longitud del cristal. Se ha demostrado una eficiencia del 44% para la generación de 7,2 W de luz de 626 nm a partir de 1051 nm (8,5 W) y 1551 nm (8,3 W) [4].
También se ha informado de una eficiencia de conversión similar de 3,2 %/Wcm para la generación de 589 nm desde 1064 nm y 1319 nm.[6].
Referencias
1. M. Zhou et al., Laser Physics, vol. 20, núm. 7, págs. 1568-1571 (2010)
2. SS Sané et al., Optics Express, vol. 20, núm. 8, págs. 8915–9, (2012)
3. D. Taverner et al., Optics Letters, vol. 23, núm. 3 págs. 162-164 (1998)
4. H.-Y. Lo et al., Física Aplicada B, doi:10.1007/s00340-013-5605-0, (2013)
5. AC Wilson et al., Física Aplicada B, vol. 105, núm. 4, págs. 741–748, (2011)
6. J. Yue et al., Optics Letters, vol. 34, núm. 7, págs. 1093–5, (2009)
