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BIBO晶体用于可见光飞秒光学参量振荡器取得新进展

发布时间:2017-06-09 发布人:

       同步泵浦飞秒光学参量振荡器(OPO)由于能够提宽调谐的飞秒激光脉冲,因此倍受人们的青睐,从KLM钛宝石激光出现迄今20多年的时间里,一直是超快激光研究的热点内容之一。但受限于泵浦激光的功率及所用非线性晶体的破坏阈值,飞秒OPO输出功率往往很低,并且由于准相位匹配晶体较厚的厚度,不仅使得脉冲经历较大的色散,而且导致信号光与泵浦光之间存在非常大的群速度失配(GVM)。近年来采用具有高破坏阈值的KTP、BBO、LBO等晶体作为参量增益晶体,由于这类块材料晶体可以做得很薄,具有较小的色散及群速失配,因此也可以得到较短的脉冲,但却伴随着参量效率低、振荡阈值高的新问题。

最近中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)魏志义研究员领导的L07组采用新型非线性晶体硼酸铋(BIBO)作为参量增益晶体,进一步实现了515nm绿光泵浦的飞秒OPO输出(图为实验光路图)。相比于BBO、LBO晶体,BIBO晶体具有紫外可透过,高损伤阈值,群速色散大等优点,理论上更适合用于高功率绿光泵浦的飞秒OPO。实验中他们采用1 mm长的BIBO晶体,在平均功率3.4 W的飞秒515nm的倍频锁模Yb:KGW激光泵浦下,通过角度调谐方式,获得了波长覆盖688-1057 nm范围的信号光及1150-1900 nm范围的闲频光输出。其中信号光的最高平均功率达1.09 W,并且在整个调谐范围内的功率都大于450 mW,对应的总光光转换效率超过了40%。在此基础上利用SF6棱镜对腔外压缩技术,分别获得了最短脉冲为71 fs和90 fs的信号光和闲频光。与已有利用LBO及BBO晶体的OPO结果相比,证明BIBO作为一种新晶体,用于飞秒OPO不仅可以实现更高的光光转换效率,而且能够产生了波长范围更宽的飞秒激光脉冲。


相关结果发表在新出版的Optics Letters(Vol.41, Issue 21, pp. 4851-4854 (2016)) 上。

文章链接:https://doi.org/10.1364/OL.41.004851

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