LBO晶体_类倍频相位匹配转换效率的数值计算.pdfVIP

激光与光电子学进展 ４８ ， １２１６０２ （ ２０１１ ） Ｌａｓｅｒ 　 ＆Ｏ ｐ ｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ 　 Ｐｒｏ ｇ ｒｅｓｓ ○ Ｃ ２０１１ 《中国激光》杂志社 ＬＢＯ 晶体 Ⅰ 类倍频相位匹配转换效率的数值计算 张 　 鑫 　 王爱坤 　 薛建华 　 宋 　 臻 （河北科技大学物理系，河北 石家庄 ０５００１８ ） 摘要 　 数值计算了 ＬＢＯ 晶体中基频光波长为 １０６４ｎｍ 时，在 Ｉ 类倍频相位匹配范围内所有匹配方向上慢、快光的 走离角、互作用角和折射率。基频慢光的走离角范围为 ０° ～ １．３５° ，倍频快光的走离角范围为 ０° ～ １．５２° ，慢 快 光 互 作用角范围为 ０° ～ １．１５° ；在不忽略三波走离角、互 作 用 角 以 及 折 射 率 的 变 化 的 情 况 下，数 值 求 解 了 三 波 耦 合 波 方 程及在各相位匹配方向上倍频转化效率随通光长度的变化规律。结果表明，在匹配方向约为（ ４２．２° ， １９° ）时转化效 率达到极大值，约为 ３．３５％ 。在每一匹配角方向上，其转化效率与通光长度的平方成正比。 关键词 　 非线性光学；匹配角；转化效率；数值计算；耦合波方程 中图分类号 　 Ｏ４３７ 　　　 文献标识码 　 Ａ 　　　 ｄｏｉ ： １０．３７８８ ／ ＬＯＰ４８．１２１６０２ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ 　 Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ 　 ｏｆ 　 Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ 　 Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｙ 　 ｉｎ Ｔ ｙｐ ｅ Ⅰ Ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ － Ｄｏｕｂｌｉｎ ｇ 　 ｏｎ 　 ＬＢＯ 　 Ｃｒ ｙ ｓｔａｌ Ｚｈａｎ ｇ 　 Ｘｉｎ 　 Ｗａｎ ｇ 　 Ａｉｋｕｎ 　 Ｘｕｅ 　 Ｊｉａｎｈｕａ 　 Ｓｏｎ ｇ 　 Ｚｈｅｎ （ Ｄｅ ｐ ａｒｔｍｅｎｔ 　 ｏ ｆ 　 Ｐｈ ｙ ｓｉｃｓ ， Ｈｅｂｅｉ 　 Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ ｙ 　 ｏ ｆ 　 Ｓｃｉｅｎｃｅ 　 ａｎｄ 　 Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｇｙ ， Ｓｈｉ ｊ ｉａｚｈｕａｎ ｇ ， Ｈｅｂｅｉ 　 ０５００１８ ， Ｃｈｉｎａ ） Ａｂｓｔｒａｃｔ 　 Ｔｈｅ 　 ｗａｌｋ － ｏｆｆ 　 ａｎ ｇ ｌｅ ， ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ 　 ａｎ ｇ ｌｅ 　 ａｎｄ 　 ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ 　 ｉｎｄｅｘ 　 ａｒｅ 　 ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ 　 ｗｉｔｈ 　 ｎｕｍｅｒｉｃａｌ 　 ｍｅｔｈｏｄｓ 　 ｕｎｄｅｒ ｔ ｙｐ ｅ 　 Ｉ 　 ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ － ｄｏｕｂｌｉｎ ｇ 　 ｐ ｈａｓｅ － ｍａｔｃｈｉｎ ｇ 　 ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ， ｗｈｉｌｅ 　 ｔｈｅ 　 ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ 　 ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ 　 ｗａｖｅｌｅｎ ｇ ｔｈ 　 ｉｓ 　 １０６４ 　 ｎｍ 　 ｉｎ 　 ＬＢＯ ｃｒ ｙ ｓｔａｌ．Ｔｈｅ 　 ｗａｌｋ － ｏｆｆ 　 ａｎ ｇ ｌｅ 　 ｏｆ 　 ｔｈｅ 　 ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ 　 ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ 　 ｗａｖｅｌｅｎ ｇ ｔｈ 　 ｉｓ 　 ０° ～ １．３５°．Ｔｈｅ 　 ｗａｌｋ － ｏｆｆ 　 ａｎ ｇ ｌｅ 　 ｏｆ 　 ｔｈｅ 　 ｄｏｕｂｌｉｎ ｇ ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ 　 ｗａｖｅｌｅｎ ｇ ｔｈ 　 ｉｓ 　 ０° ～ １．５２°．Ｔｈｅ 　 ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ 　 ａｎ ｇ ｌｅ 　 ｂｅｔｗｅｅｎ 　 ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ 　 ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ 　 ａｎｄ 　 ｄｏｕｂｌｉｎ ｇ 　 ｆｒｅ ｑ ｕｅｎｃ ｙ ｗａｖｅｓ 　 ｉｓ 　 ０° ～ １．１５°．Ｔｈｅ 　 ｃｏｕ ｐ ｌｅｄ 　 ｗａｖｅ 　 ｅ ｑ ｕａｔｉｏｎｓ 　 ａｎｄ 　 ｔｈｅ 　 ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ 　 ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｙ 　 ａｒｅ 　 ｎｕｍｅｒｉｃａｌ 　 ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ 　 ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎ ｇ ｔｈｅ 　 ｃｈａｎ ｇ ｅ 　 ｏｆ 　 ｗａｌｋ － ｏｆｆ 　 ａｎ ｇ ｌｅ ， ｔｈｅ 　 ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ 　 ａｎ ｇ ｌｅ 　 ａｎｄ 　 ｔｈｅ 　 ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ 　 ｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅ 　 ｒｅｓｕｌｔｓ 　 ｓｈｏｗ 　 ｔｈａｔ 　 ｔｈｅ 　 ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｙ 　 ｈａｓ 　 ｍａｘｉｍｕｍ 　 ｖａｌｕｅ （ ３．３５％ ） ｗｈｅｎ 　 ｔｈｅ 　 ｐ ｈａｓｅ 　 ｍａｔｃｈｉｎ ｇ 　 ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 　 ｉｓ 　 ａｂｏｕｔ （ ４２．２° ， １９° ） ．Ｉｎ 　 ａｄｄｉｔｉｏｎ ， ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ 　 ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｙ 　 ｉｓ 　 ｐ ｒｏ ｐ ｏｒｔｉｏｎａｌ 　 ｔｏ 　 ｔｈｅ