Исследование эффективности и температурной устойчивости чирпированного кристалла PPLN в эксперименте по удвоению частоты на длине волны 1064 нм - 06

Исследование эффективности и температурной устойчивости чирпированныхППЛНКристалл в эксперименте по удвоению частоты на длине волны 1064 нм- 06

4.Экспериментальный результат и анализ

4.2 Сравнение температурной устойчивости CPPLN и LBO

Когда входной свет с длиной волны 1064 нм составляет 22,53 Вт, кривые оптической мощности с удвоенной частотой, генерируемой CPPLN,(www.wisoptic.com)и ЛБО(www.wisoptic.com)с температурой показаны на рисунке 5(a) и рисунке 5(b). Полумаксимальная полная ширина оптической мощности CPPLN с удвоенной частотой в зависимости от температуры составляет 8,40 ℃ в диапазоне от 24,19 ℃ до 32,59 ℃. Полумаксимальная полная ширина оптической мощности LBO с удвоенной частотой в зависимости от температуры составляет 6,12 ℃ в диапазоне от 15,54 ℃ до 21,66 ℃, что ниже полумаксимальной полной ширины CPPLN. В диапазоне ширины половины максимума LBO демонстрирует монотонно возрастающую и монотонно убывающую тенденцию, в то время как CPPLN демонстрирует осциллирующую тенденцию, а не простую тенденцию монотонного увеличения или уменьшения. В этом диапазоне есть три пика: 148 мВт, 120 мВт и 105 мВт соответственно.

Рис 5.Зависимость мощности ГВГ от температуры различных кристаллов ГВГ. а) CPPLN; (б) ЛБО

Из уравнений (4) и (5) мы знаем, что температурный диапазон адаптации кристалла связан с такими факторами, как показатель преломления кристалла, структура поляризованного кристалла (включая рабочий цикл, период поляризации, чирп и т. д.). .). Поскольку между проектируемой кристаллической структурой и фактической обработанной кристаллической структурой будут определенные ошибки обработки, и неизбежно будут определенные ошибки между показателем преломления, рассчитанным Селлмейером.Эи фактического показателя преломления, эти факторы приводят к различию между температурным диапазоном адаптации обратной решетки кристалла и результатами моделирования. В этом случае абсолютные значения теории и практики не обязательно совпадают, но относительные тенденции должны быть последовательными. Поэтому в эксперименте нас больше волнует форма ее характеристической кривой, чем абсолютные значения.

Мы считаем, что причина, по которой кривая кристалла CPPLN показывает такую ​​тенденцию, связана с точностью периода поляризации, которая может быть достигнута производителем обработки поляризованного кристалла. Минимальная точность обработки периода поляризации кристалла CPPLN, использованного в данном эксперименте, составляет 10 нм, то есть погрешность периода поляризации составляет около 0,14%. Таким образом, фактическая структура CPPLN не соответствует идеальной структуре, но имеет место отклонение. Фактическое распределение вектора обратной решетки кристалла не совсем такое же, как при моделировании, и оно не является равномерным. При 27 ℃ и 30 ℃ наблюдается значительное падение мощности из-за отсутствия адаптированных векторов обратной решетки, вызванного ошибками обработки. При 25 ℃, 29 ℃ и 32 ℃ вектор обратной решетки кристалла может просто компенсировать фазовое рассогласование процесса удвоения частоты, что приводит к значительному увеличению мощности.ведущий кколебание температурной характеристики в диапазоне температур от 24,19 ℃ до 32,59 ℃. Чтобы дополнительно проиллюстрировать проблему, мы смоделировали эффективность удвоения температуры и частоты кристаллов CPPLN с различными рабочими циклами, и результаты показаны на рисунке 6. Видно, что когда рабочий цикл поляризованного кристалла имеет отклонение 0,01% , кривая зависимости между температурой и эффективностью удвоения частоты покажет очень значительное изменение: когда рабочий цикл составляет 49,61%, кривая относительно плоская, а эффективность удвоения частоты среднего и двух крыльев близка; когда рабочий цикл становится меньше, эффективность удвоения частоты средней части увеличивается, а эффективность удвоения частоты двух крыльев ослабляется; когда рабочий цикл становится больше, эффективность удвоения частоты средней части ослабляется, а эффективность удвоения частоты двух крыльев увеличивается, и в разных положениях появляются три пика. Когда рабочий цикл составляет 49,62%, тренд кривой в основном соответствует результатам, полученным в эксперименте, что указывает на то, что рабочий цикл фактически обработанного кристалла CPPLN должен быть немного больше расчетного рабочего цикла.

Рис 6.Взаимосвязь температуры и эффективности ГВГ ЦППЛН с различными рабочими циклами. (а) 49,60%; (б) 49,61%; (в) 49,62%; (г) 49,63%