Génération de deuxième harmonique
Le PPLN peut être utilisé dans une seule configuration de passe pour SHG avec le P µm P focalisé au centre de la longueur des cristaux. Pour l'efficacité Optim µm , visez la condition de focalisation de Boyd-Kleinman. C'est là que la taille du spot est telle que le rapport de la longueur cristalline au paramètre confocal est de 2,84.
L'efficacité de conversion Optim µm qui peut être obtenue pour une interaction SHG dépend également de plusieurs FActotels que:
- CW ou source P µm P pulsée
- Puissance d'entrée : à puissance élevée, vous pouvez atteindre la saturation du gain
- P µm P / Shg Longueur d'onde: À faible gain, l'efficacité de conversion est plus élevée pour les interactions impliquant des photons d'énergie plus élevés (longueur d'onde courte).
1064 nm → 532 nm
Pour les CW à faible gain, l'efficacité de conversion typique est de 2 %/Wcm. Par exemple, pour 1,5 W à 1 064 nm et un cristal MgO: PPLN de 40 mm de long, la sortie attendue à 532 nm est de 180 mW. À des puissances plus élevées, Covesion a atteint 1,5 %/Wcm avec une source de 10 W, générant 3 W à 532 nm à partir d'un cristal de 20 mm de long.
Dans les systèmes CW, des efficacités de conversion supérieures à 50 % ont été démontrées dans un arrangement intracavité [1]. Pour les sources nanosecondes (~10 KHz, ~50 uJ), des rendements de 50 % peuvent généralement être atteints.
1550 nm → 775 nm
Le doublement de fréquence des lasers à fibres dopés Erbi µm est également courant, par exemple pour la génération de 775 nm ou 780 nm. Pour une source CW, vous pouvez généralement atteindre 0,6% / WCM pour un gain faible. À des puissances élevées, une efficacité de 0,3% / WCM a été démontrée pour générer 11 W à 780 nm dans un cristal de 40 mm de long avec une puissance de 30 W P µm P[2].
Pour une source nanoseconde, une efficacité de conversion allant jusqu'à 80 % a été démontrée dans un système pulsé à un seul passage [3] . Pour les sources femtosecondes, utilisant une longueur de cristal de 1 mm, les clients ont signalé des rendements de 40 à 60 % pour ~ 100 fs, 100 MHz et des puissances moyennes de plusieurs centaines de mW. En raison de la très large bande passante d'acceptation de température, notre cristal MSHG1550-0.5-1 peut être utilisé à température ambiante et sans contrôleur de température, pour SHG à 1550 ou 1560 nm.
Génération de fréquence de différence
Le PPLN est souvent utilisé dans une configuration DFG pour la génération Mid-IR, soit avec un laser Ti: S réglable et un laser 1550 nm, soit une source 1064 nm et un laser ~ 1550 nm réglable. L'efficacité OPPO µm nécessite une focalisation confocale des deux poutres P µm P, c'est-à-dire le rapport de la longueur cristalline au paramètre confocal est 1. Pour les systèmes CW, des efficacités de 0,3-0,4 mW / W2cm peuvent être réalisées.
Oscillateur paramétrique optique
L'une des utilisations les plus courantes de PPLN est dans un oscillateur paramétrique optique (OPO). Un schéma d'un OPO est illustré ci-dessus. La disposition commune utilise un laser P µm P 1064 nm et peut produire des faisceaux de signal et de fine à n'importe quelle longueur d'onde plus longue que la longueur d'onde laser P P µm P. Les longueurs d'onde exactes sont déterminées par deux FActoRS: la conservation de l'énergie et l'appariement des phases. La conservation de l'énergie dicte que le s µm de l'énergie d'un photon de signal et d'un photon radeur doit être égal à l'énergie du photon AP µm P. Par conséquent, un N µm infini de combinaisons de photons générés est possible. Cependant, la combinaison qui sera produite efficacement est celle pour laquelle la périodicité du polissage dans le niobate Lithi µm crée une condition appariée en phase quasi. La combinaison de longueurs d'onde qui est en phase en quasi-correspondant, et donc appelée longueur d'onde de fonctionnement, est modifiée en modifiant la température de PPLN ou en utilisant PPLN avec une période de polissage différente. ND: YAG P µm PED OPOS basé sur PPLN peut produire efficacement une lumière accordable à des longueurs d'onde entre 1,3 et 5 μm et peut même produire de la lumière à des longueurs d'onde plus longues mais avec une efficacité plus faible. Le PPLN OPO peut produire des pouvoirs de sortie de plusieurs watts et peut être P µm PED avec des lasers Pulsed ou CW P µm P.
Le seuil d'oscillation Minim µm peut être obtenu dans des conditions de focalisation confocales pour le P µm P et le signal de résonance ou le rapport dynamique, c'est-à-dire le rapport de la longueur cristalline au paramètre confocal est 1. Le seuil P µm P typique pour un Resonant CW OPO typique est autour de 1-2W.
S µm Génération de fréquence
Pour atteindre un SFG efficace, vous voulez idéalement que les deux poutres P P µm P sont concentrées confocalement dans le PPLN (c'est-à-dire le rapport de la longueur cristalline au paramètre confocal est 1) et pour les deux faisceaux d'être à peu près égaux en puissance.
Le SFG dans le PPLN est souvent utilisé pour le refroidissement laser d'atomes ou d'ions où un contrôle très précis des fréquences est requis. Pour la génération de lumière 626 nm à partir de 1 051 nm et 1 551 nm, des efficacités de 3,5 à 2,5 %/Wcm ont été atteintes. Ici, le rendement η , est défini par [4, 5] :
Où P est la puissance à chaque longueur d’onde et l est la longueur du cristal. Une efficacité de 44 % a été démontrée pour la génération de 7,2 W de lumière de 626 nm à partir de 1 051 nm (8,5 W) et 1 551 nm (8,3 W) [4].
Une efficacité de conversion similaire de 3,2 %/Wcm a également été rapportée pour la génération 589 nm à partir de 1 064 nm et 1 319 nm.[6].
Références
1. M.Zhou et al., Laser Physics, vol. 20, non. 7, pp. 1568-1571 (2010)
2. SS Sané et al., Optics Express, vol. 20, non. 8, pp. 8915-9, (2012)
3. D. Taverner et al., Optics Letters, vol. 23, non. 3 pp. 162-164 (1998)
4. H.-Y. Lo et al., Physique appliquée B, doi:10.1007/s00340-013-5605-0, (2013)
5. AC Wilson et al., Physique appliquée B, vol. 105, non. 4, pp. 741-748, (2011)
6. J. Yue et al., Lettres optiques, vol. 34, non. 7, pp. 1093-5, (2009)
