Исследование параметрических генераторов среднего инфракрасного диапазона — Часть 3

2026/04/07 17:13

2.Экспериментальная установка

Система ОПО, как показано на рисунке 2, включает в себя поляризационный разделитель лучей (PBS), полуволновую пластину (HWP), фарадеевский ротатор (FR), группу согласующих линз (M1 и M2), зеркала резонатора (M3 и M4), кристалл MgO:PPLN, термостатированную печь и разделитель лучей (M5). В ОПО используется схема фазового согласования e→e+e. PBS преобразует выходной сигнал лазера накачки с длиной волны 1064 нм из волоконного лазера в линейно поляризованный свет; он используется совместно с HWP для регулировки направления поляризации в соответствии с требованиями фазового согласования. Расстояние между M1 и M2 регулируется для фокусировки луча накачки, тем самым увеличивая плотность мощности лазера накачки, в то время как FR служит для изоляции любого возвращающегося остаточного света накачки. Кристалл MgO:PPLN (изготовленный компаниейВисоптикКристалл MgO:PPLN (производства компании Technology Co., Ltd.) имеет размеры 50 мм × 3 мм × 2 мм, концентрацию легирования MgO 5% (атомная доля) и период поляризации 29,5 мкм. Оба торца кристалла покрыты антиотражающими пленками, оптимизированными для диапазонов длин волн 1030–1080 нм, 1380–1800 нм и 1800–4500 нм. Кристалл MgO:PPLN установлен в термостатируемой печи и закреплен изготовленным на заказ держателем из бескислородной меди; рабочая температура установлена на 30 °C с точностью контроля температуры ±0,1 °C. Для повышения эффективности преобразования MgO:PPLN-OPO используется конфигурация работы DPSR-OPO (двойной накачиваемый однократно-резонансный OPO). Резонансная полость имеет двухвальную вогнутую структуру, состоящую из входного зеркала (M3) и выходного зеркала (M4); характеристики покрытия этих зеркал подробно описаны в таблице 1. Как входное зеркало M3, так и выходное зеркало M4 представляют собой плоско-вогнутые зеркала с радиусом кривизны 300 мм; общая длина резонансной полости составляет 75 мм, при этом кристалл MgO:PPLN расположен в центре полости. При возбуждении накачивающим светом резонансная полость подвергается оптическим параметрическим колебаниям, излучая сигнальный и холостой свет; затем сигнальный и холостой свет разделяются поочередно светоделителем M5.

Рис. 2. Экспериментальная установка ОПО на основеMgO: PPLN