Estudio sobre la eficiencia y la resistencia a la temperatura del cristal PPLN chirriado en un experimento de duplicación de frecuencia de 1064 nm - 07

4.Resultado experimental y análisis.

4.2 Comparación de robustez de temperatura entre CPPLN y LBO

Como material óptico no lineal relativamente nuevo, CPPLN tiene un alto coeficiente no lineal y un gran ancho de banda de ganancia. En el futuro previsible tendrá más aplicaciones en los campos de la industria y la medicina. Con la creciente demanda de materiales cristalinos polarizados como PPLN y CPPLN, la tecnología de polarización del campo eléctrico de los cristales también tendrá más avances y la precisión del procesamiento de los cristales polarizados seguirá mejorando. Cuando la precisión del procesamiento alcanza un nivel inferior a 1 nm, el error del período de polarización también se reducirá a menos del 0,01%, la estructura del cristal CPPLN producido estará más cerca de la estructura CPPLN diseñada y el efecto de duplicación de frecuencia obtenido también será menor. estar más cerca del efecto diseñado. Por lo tanto, la practicidad de CPPLN seguirá mejorando en el futuro con el desarrollo continuo de la tecnología de polarización del campo eléctrico.

Fig 6. La relación entre la temperatura y la eficiencia de SHG de CPPLN con diferentes ciclos de trabajo. (a)49,60%; b) 49,61%; c) 49,62%; d) 49,63%

La comparación de puntos del láser verde producido por los dos cristales se muestra en la Figura 7. En la Figura 7, (a) a (d) son los puntos de la luz de doble frecuencia producida por CPPLN, correspondientes a 21 ℃, 25 ℃, 29 ℃ y 33 ℃, respectivamente, y (e) a (h) son los puntos de la luz de frecuencia duplicada producida por LBO, correspondiente a 15 ℃, 19 ℃, 23 ℃ y 27 ℃, respectivamente. MATLAB procesa la imagen puntual de CPPLN y el resultado se muestra en la Figura 8. Se puede ver en la Figura 7 (a) a (d) y en la Figura 8 que la mancha de CPPLN es una distribución gaussiana estándar y el cambio La temperatura casi no tiene ningún efecto sobre la forma de la mancha. La forma del punto gaussiano estándar se mantiene en el rango de 21 a 33 ℃. De (e) a (h) de la Figura 7, se puede ver que la temperatura tiene un efecto significativo en LBO. Bajo la condición de 19 ℃, que logra la mayor eficiencia de conversión de duplicación de frecuencia, la parte de alta energía en el medio del punto está cerca de un círculo. Cuando la temperatura cambia, la mancha mostrará un cambio elíptico con el cambio de temperatura. A 15 ℃ y 23 ℃, la mancha se ha dividido, con una mancha brillante y otra oscura. Cuando la temperatura cambia a 33 ℃, la mancha incluso se divide en tres manchas. La razón por la que el punto es elíptico es que LBO utiliza coincidencia de fase de temperatura y el cristal de duplicación de frecuencia es largo. Cuando el láser de 532 nm pasa a través del LBO, producirá un gran efecto de salida. CPPLN utiliza coincidencia cuasi-fase. La luz de frecuencia fundamental y la luz de frecuencia duplicada se propagan en la misma dirección y no hay efecto de alejamiento. El motivo de la división del punto LBO es que al procesar el cristal, puede haber un cierto error entre los dos ejes del cristal y la dirección del eje del cristal diseñado, lo que hace que la luz de frecuencia fundamental coincidente no esté polarizada horizontalmente como se desea en el diseño. Cuando la temperatura se desvía de la temperatura correspondiente, el efecto de salida hace que la luz de polarización horizontal, la luz de polarización vertical y la luz de doble frecuencia de la luz de frecuencia fundamental se separen. El CPPLN fabricado mediante el método de polarización del campo eléctrico puede garantizar que se obtenga el mejor efecto de doble frecuencia cuando la luz de frecuencia fundamental está polarizada horizontalmente, evitando el problema de la división del punto.

Fig 7. Comparación del punto de salida de los experimentos CPPLN y LBO SHG. (a)(b)(c)(d) El punto de salida de

CPPLN a 21 ℃, 25 ℃, 29 ℃ y 33 ℃, respectivamente; (e)(f)(g)(h) El punto de salida de LBO en condiciones de 15 ℃, 19 ℃, 23 ℃ y 27 ℃, respectivamente

Fig 8. Curva de ajuste de la distribución de intensidad del punto de salida de CPPLN. (a) 21 ℃; (b) 25 ℃; (c) 29 ℃; (d) 33 ℃

5.Conclusión

Para mejorar la eficiencia de generación y la estabilidad de 532 nm, este artículo presenta el cristal CPPLN como un material no lineal para duplicar la frecuencia, diseña su estructura, estudia teórica y experimentalmente el rendimiento de duplicación de frecuencia de 1064 nm del cristal CPPLN diseñado y lo compara con los más LBO de cristal de duplicación de frecuencia comúnmente utilizado. El CPPLN diseñado y fabricado puede obtener la mayor eficiencia de conversión de duplicación de frecuencia por debajo de 25℃. Bajo la condición de una entrada de 22,53 W de luz continua de 1064 nm, se pueden obtener 148 mW de luz de 532 nm. La eficiencia de conversión de luz a luz es de aproximadamente 0,66%, que es 15,58 veces mayor que la de LBO. El ancho medio de la frecuencia que duplica la potencia luminosa generada por CPPLN con respecto a la temperatura puede alcanzar 8,40℃, que es mayor que LBO. Sin embargo, debido a la precisión del procesamiento, cuando cambia la temperatura, la potencia de CPPLN continuará oscilando con el cambio de temperatura. El punto de duplicación de la frecuencia de salida es un punto gaussiano estándar, que casi no se ve afectado por los cambios de temperatura. Aunque la resistencia a la temperatura esperada en el diseño no se puede lograr completamente debido a la precisión del procesamiento, se cree que con la mejora del proceso de producción de cristales polarizados en el futuro, se obtendrán cristales CPPLN más cercanos a la estructura de diseño, lo que puede mejoran eficazmente la potencia de salida del láser y la estabilidad de los láseres continuos de estado sólido de 532 nm y tienen amplias perspectivas de aplicación en los campos de los láseres de femtosegundo de zafiro de titanio, láseres de ancho de línea estrecho, láseres de bajo ruido, etc. Al mismo tiempo, también se espera que pueda proporcionar referencias para láseres de otras longitudes de onda en términos de medios para mejorar la potencia y la resistencia a la temperatura.