Investigación sobre osciladores paramétricos de infrarrojo medio - Parte 04

2.Análisis teórico de OPO

Según la condición de coincidencia de casi fases, la energía y el impulso Las leyes de conservación durante el proceso de conversión de frecuencia de tres ondas no lineal del OPO son las siguientes:

1/λ_pag = 1/λ_s + 1/λ_i (1)

norte_pag/λ_pag -norte_s/λ_s-norte_i/λ_i - 1/Λ = 0    (2)

En esta ecuación:λ_pag,λ_sy λ_i  representan las longitudes de onda de la luz de bombeo, de señal y de idler, respectivamente;Λ indica el período de polarización del cristal;norte_pag, norte_s ynorte_irepresentan los índices de refracción de la luz de bombeo, señal e idler, respectivamente. Los índices de refracción se pueden calcular a partir de las ecuaciones de Sellmeier para los índices de refracción del cristal de MgO:PPLN:

    norte_mi² =a₁ +b₁F + (a₂ +b₂F)/[λ²-(a₃ +b₃F)²] + (a₄ +b₄F)/(λ² -a₅²) -a₆λ²  (3)

Los valores de los parámetros en la ecuación (3) se muestran en la Tabla 2. Entre ellos,Fes una función de la temperaturat y se puede expresar como:

F= (t−24.5)/(t+570.82)   (4)

Tabla 2. Valores de los parámetros en la ecuación de Sellmeier.

Basándose en las ecuaciones (1)–(4), se simuló la curva de ajuste del período de polarización para un cristal de MgO:PPLN bombeado por un láser de 1,064 μm, como se muestra en la Fig. 3. Cuando el período de polarización es de 29,5 μm y la temperatura de funcionamiento es de 30 °C, se puede obtener una salida láser de infrarrojo medio a 3,82 μm.

Figura 3. Diferentes periodos de rejilla del rango de sintonización de longitud de onda del MgO:PPLN-OPO.