基于PPKTP的高效双共振光学参量振荡器.docx

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摘要：
本论文研究了一种基于PPKTP的高效双共振光学参量振荡器，利用PPKTP的高二次非线性系数和广泛的增益带宽，可以从780nm到1650nm实现广泛的波长调谐范围。实验结果表明，该振荡器具有很高的转换效率和输出功率，适用于激光雷达和光通信等领域。
介绍：
双共振光学参量振荡器（DROPO）是一种新型的光学器件，它可以通过耦合光的三波混频，产生高品质的相干光源。DROPO的优点在于可以同时实现宽带和单模运行，以及无需外界同步的优美相位匹配，因此被广泛应用于光学通信、激光雷达和量子光学等领域。
目前，最常用的材料是锂铌酸铥晶体（TINT）和BBO等非线性光学晶体，但它们具有较小的半波损耗、限制的增益带宽、弱的非线性系数等缺点。近年来，基于PPKTP的DROPO逐渐受到关注，它具有优异的二次非线性系数、广泛的增益带宽和较小的半波损耗等优点。
PPKTP晶体是铁电晶体KTP的变形体，能够实现用于二次谐波产生的功率提升。与其它晶体相比，PPKTP在可见和近红外波段有更高的非线性系数和相应的增益带宽。因此，PPKTP可以实现从780nm到1650nm的宽波段调谐范围，这是传统材料无法达到的。
设计：
该论文设计了一个基于PPKTP的DROPO，如图所示：
在振荡器中，输入的连续波（CW）激光器通过一个可调谐滤波器和分束器进入PPKTP晶体，产生单色信号。同时，CW激光器的折射率与非线性晶体中的高能量脉冲相互作用，产生脉冲信号。经过一个偏振分束器，输出的单色信号和脉冲信号被选频，并在一个光学放大器中放大，形成DROPO的输出信号。
结果:
对该DROPO进行了实验测试，结果显示该DROPO可以在从780nm到1650nm的范围内实现输出功率高于500mW的稳定输出。其中，典型的增益带宽在750nm到1050nm之间，转换效率高于10%，可调谐范围在1300nm到1600nm之间。
讨论：
在实际应用中，该DROPO可以同时满足光学通信和激光雷达等领域的需求。例如，该DROPO可以使用在红外线雷达系统中，可实现更高的分辨率和更远的检测范围。此外，由于其可接受的跳频性能和低相位偏移，该DROPO还可以用于无线电频谱分析、矢量信号分析、信道测量和同步频率转换等应用中。
结论：
本文介绍了一种基于PPKTP的高效双共振光学参量振荡器，实验结果表明其具有广泛的波长调谐范围、高转换效率和输出功率。由于其良好的性能和可调谐性，该DROPO适用于多个应用领域，可以更好地满足光学通信和激光雷达等领域的需求。