Pour tirer le meilleur parti de nos cristaux PPLN, vous devez prendre en compte quatre aspects clés
- Longueur du cristal
- Polarisation
- Mise au point et disposition optique
- Température et période
Longueur du cristal
Chaque cristal a une bande passante d'acceptation P µm P associée qui dépend inversement de la longueur, donc la longueur des cristaux est une importantectoR lors du choix d'un cristal. Cette bande passante d'acceptation est due à l'inadéquation de la vitesse du groupe entre les ondes en interaction.
Pour les sources CW à bande étroite, nos longueurs de cristal plus longues, à 20 à 40 mm, devraient donner la meilleure efficacité. Cependant, pour les sources pulsées, un long cristal peut avoir un effet négatif si la bande passante P P µm P est beaucoup plus large que la bande passante d'acceptation des cristaux. Pour les impulsions de nanoseconde, nous recommandons généralement des longueurs de 10 mm et nos longueurs les plus courtes à 0,5 à 1 mm sont idéales pour les systèmes d'impulsion fémtoseconde.
Pour le SHG des impulsions fémires, si la bande passante P P µm P est nettement plus large que la bande passante d'acceptation, il est toujours possible d'atteindre une efficacité de conversion élevée. Les fréquences P µm P en dehors de la bande passante d'acceptation peuvent toujours contribuer à l'efficacité de conversion via la génération de fréquences S µm , en serrant essentiellement le p µm p µm à large bande dans une impulsion SHG de bande relativement plus étroite [1].
Polarisation
Afin d'accéder au coefficient non linéaire le plus élevé de lithi µm niobate, la lumière d'entrée doit être polarisée, c'est-à-dire que la polarisation doit être alignée sur le moment dipolaire du cristal. Ceci est accompli en alignant l'axe de polarisation de la lumière parallèle à l'épaisseur du cristal. Cela s'applique à toutes les interactions non linéaires.
Cette configuration est connue sous le nom d'adaptation de phase de type 0 (ee-e), car tous les faisceaux en interaction ont la même polarisation.
Les schémas d'adaptation de phase de type I (oo-e) et d'adaptation de phase de type II (eo-e) sont également possibles dans PPLN, par exemple pour la génération de photons uniques annoncés. Veuillez contacter Covesion pour discuter de vos besoins.
Mise au point et disposition optique
En règle générale, les cristaux de covésion se composent de plusieurs périodes de réseau chacune avec une ouverture de 0,5 × 0,5 mm2, ou 1,0 × 1,0 mm2 et avec une longueur allant jusqu'à 40 mm de long. Pour atteindre une efficacité de conversion élevée dans le PPLN, le faisceau P µm P doit être concentré dans un réseau avec le foyer centré sur la longueur du cristal.
Pour SHG avec les lasers CW, un résultat théorique de Boyd et Kleinmann montre que l'efficacité OPPO µm peut être atteinte lorsque le rapport de la longueur cristalline au paramètre confocal est de 2,84 [2]. (Le paramètre confocal est le double de la gamme Rayleigh). Cela est également vrai pour les interactions SFG où les deux faisceaux P µm P devraient également avoir la même gamme Rayleigh.
Pour le DFG et l'OPOS, l'efficacité Optim µm nécessite une condition de focalisation confocale, c'est-à-dire que la gamme Rayleigh est la moitié de la longueur du cristal.
Ces conditions de focalisation s'appliquent également aux lasers pulsés, mais en raison des puissances de crête élevées, les exigences en matière de taille de spot sont moins sensibles. (Soyez conscient du seuil de dégâts des cristaux afin de ne pas vous concentrer trop étroitement.)
En général, une bonne règle de TH µm B est que la taille du spot doit être choisie de telle sorte que la plage de Rayleigh est la moitié de la longueur du cristal. La taille du spot peut ensuite être réduite par faible incréments jusqu'à ce que l'efficacité maximale µm soit obtenue.
Température et période
La période de polarisation d'un cristal PPLN est déterminée par les longueurs d'onde de la lumière utilisée. La longueur d'onde quasi-adaptée en phase peut être légèrement ajustée en faisant varier la température du cristal.
La gamme de cristaux PPLN disponibles dans le commerce de Covesion comprend chacune plusieurs périodes de polarisation différentes, qui permettent d'utiliser différentes longueurs d'onde à une température cristalline donnée. Nos courbes de réglage calculées donnent une bonne indication de la température requise pour l'adaptation de phase. La dépendance en température de l'efficacité de conversion suit une fonction sin 2 , décrivant une bande passante d'acceptation de la température du cristal. Plus le cristal est long, plus la bande passante d'acceptation est étroite et sensible.
Dans de nombreux cas, l'efficacité de l'interaction non linéaire est très sensible à <1 ° C. Par exemple, pour SHG avec un 1064 nm P µm P dans un cristal de 20 mm de long, la bande passante d'acceptation de température est d'environ 1 ° C. Donc, si la température est à 0,5 ° C par rapport à la température d'adaptation de la phase Optim µm , la puissance SHG est de 50% inférieure à l'Optim µm . Si la température cristalline peut être maintenue à la température d'adaptation à la phase µm Optim à moins de +/- 0,1 ° C, la puissance SHG est stable à 2-3%.
La température Optim µm peut être déterminée en chauffant le cristal à 20 ° C supérieur à la température calculée, puis en permettant au cristal de refroidir tout en surveillant la puissance de sortie à la longueur d'onde générée.
Le four Covesion PPLN est facile à intégrer dans une configuration optique. Il peut être associé au contrôleur de température OC1 de Covesion pour maintenir la température du cristal à ±0,01°C, fournissant ainsi une puissance de sortie très stable.
Références
1. K. Moutzouris et al., Lettres d'optique , vol. 31, non. 8, pp. 1148-150, (2006)
2. G. Boyd et D. Kleinman, Journal of Applied Physics , vol. 39, non. 8, p. 3597, (1968)
