基于简化的一对多方案，实现了功率超过 3.8 W、波长 3.4 µm 的皮秒中红外参量转换

赵俊清、陈业旺、欧阳德勤、刘敏秋、李春波、吴旭、熊贤伟、莫立强、王猛、刘星、吕启涛、阮双辰

抽象的

本文提出了一种简化的、高效的中红外（MIR）参量转换一对多方案。该方案基于连续波（CW）单纵模主振荡器功率放大器（MOPA）光纤系统作为信号源，以及具有多个纵模的皮秒脉冲MOPA光纤系统作为p µm p源。信号光束和p µm p光束被合束并耦合到一段50 mm长的5% MgO掺杂的PPLN晶体中进行参量转换。当入射p µm p光和信号光的功率分别为约41.73 W和约11.45 W时，在中心闲频波长约为3.4 µm处，平均功率可达约3.82 W。超过某个阈值后，输出的闲频光功率随信号功率的增加呈现滚降效应，而随p µm p光功率的增加呈现饱和效应。因此，在这样的阈值功率下（p µm p），转换效率最高。据我们所知，我们的结果代表了迄今为止使用连续波信号馈入的、闲频波长大于3 µm的单程参量转换源所产生的最高平均功率。此外，我们提出的方案可以显著简化参量转换系统的设计，同时提高系统在应用中的鲁棒性。这主要归功于两个方面。首先，该方案的一对多特性可以显著降低准相位匹配实现过程中对波长的敏感性。其次，对于中等功率需求，并非总是需要高峰值功率的同步脉冲信号源；连续波信号源可以作为一种替代方案，从而使系统无需复杂的同步过程以及相关的时间抖动。.