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激光混频与光学参量振荡实验

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产品简介:光学混频是指两束或两束以上不同频率的单色强光同时入射到非线性介质后,通过介质的两次或更高次非线性电极化系数的耦合,产生光学和频与光学差频光波的现象。而光学参量振荡(optical parametric oscillation)是指由多波混频产生的非线性光学效应。光学参量振荡是二阶非线性光学混频过程。其中三波混频的光学参量放大与振荡研究得最多,并已广泛用于可调谐激光的产生。


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激光混频与光学参量振荡实验

 

  光学混频是指两束或两束以上不同频率的单色强光同时入射到非线性介质后,通过介质的两次或更高次非线性电极化系数的耦合,产生光学和频与光学差频光波的现象。而光学参量振荡(optical parametric oscillation)是指由多波混频产生的非线性光学效应。光学参量振荡是二阶非线性光学混频过程。其中三波混频的光学参量放大与振荡研究得最多,并已广泛用于可调谐激光的产生。

  本实验可以让学生掌握《非线性光学》、《激光原理》等课程的重要知识点,采用微片激光器和TEC温控平台组进行晶体调节,开放性强,便于深入开展激光应用技术的研究。

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 实验内容:

   1、脉冲倍频谐振腔设计与非线性晶体转换效率的计算;

  2、 532nm 二倍频实验,光光转换效率曲线测量;

  3、 355nm 晶体三倍频实验与光谱测量;

  4、 266nm 晶体四倍频;

  5、光束参量震荡 OPO 谐振腔的搭建与调整;

  6、 OPO 输出波长调谐实验;

  7、 OPO 的波长功率特性实验。

  知识点:

  倍频、三倍频、四倍频、和频、相位匹配角、光学参量振荡(OPO)、双折射效应。

  选配参数:

  计算机(基本配置)。

  主要设备参数:

  1.基频微片激光器:

  输出波长1064nm,重复频率500Hz,单脉冲能量150μJ,脉冲宽度1.5ns, M2因子1.2,光束模式TEM00,偏振特性>100:1,功率稳定性<±1%。包含TEC温控功能的脉冲调制LD驱动电源,上升下降时间<10μs, TTL调制输入,串口控制接口。

  2.TEC晶体温控平台:

  半导体制冷晶体控温平台,温控范围: 20℃~40℃,温控精度: 0.1℃,温控尺寸40×20mm,上位机软件设置温度并显示温度曲线。

  3.光学组件:

  3-1 晶体: KTP晶体1块、 LBO晶体2块、 BBO晶体1块、 OPO晶体1块,平行度10″,有效通光孔径2mm,多维可调;

  3-2 OPO输出镜: M1镀膜, S1: 532nmHT, S2: 532nmHT; Signal & Idler –HR。 M2镀膜,S1:Signal -PR, Idler -HT, S2: Signal -HT, Idler –HT。

  4.紫外可见波段光纤光谱仪

  波长范围: 250~900nm;光学分辨率: 1.5nm;狭缝: 25μm;光纤连接器: SMA905;探

  测器: 2048像元阵列CCD,每个像元14μm×200μm;信噪比: 2000: 1;全光谱; A/D分

  辨率: 12bit;积分时间: 4ms~6.5s; USB通讯与供电,无需外部电源;通过CE认证;具备外触发功能;功耗: 250mA, 5VDC;尺寸: 91mm×60mm×34.5mm;重量: 0.3kg。

  5.可编程功率计:

  显示屏显示内容为测量波长、自动/手动量程模式、当前功率测量档位;支持六挡量程;测量波长范围250nm~1100nm,功率最大量程200mW;提供实时功率显示,长期功率检测,并显示测量时长、测量时间内的功率变化曲线,提供最大值、最小值显示,可导出excel数据; USB2.0操作通讯接口。

  6.激光防护镜组件:

  进口吸波纳米材料与PC合成,光密度值较高,衰减率较高,吸收式防护,全方位保护各种波段的激光和强光,光学安全性能完全满足GJB1762-93标准。

  7.机械组件:

  四维晶体调节架,中心高50mm,稳定性<2′;

  精密光学导轨: L×W=450mm×90mm,配套滑块;

  专用实验机箱,厚铝制面包板,外部烤漆处理,内部黑色无光漆面处理。

  8.实验手册及保修卡。


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