准相位匹配PPMgLN光参量振荡技术

理论上分析了掺MgO的周期极化LiNbO3(PPMgLN)晶体准相位匹配光参量振荡(QPM-OPO)波长的调谐特性,计算了抽运阈值和转换效率。采用高斯光束抽运,当抽运功率密度为阈值抽运功率密度约6.5倍时,可以获得约71%的转换效率。而相位匹配情况下,平面波抽运功率密度为阈值(π/2)2倍时,转换效率可达到100%。1064 nm激光抽运PPMgLN晶体(MgO摩尔分数5%),单谐振光参量振荡技术采用e→e+e相位匹配,利用PPMgLN晶体的最大非线性系数d33(27.4 pm/V),采用周期调谐方式,实验上获得了中红外波长调谐范围2.7~4.8 μm,当抽运功率为23 W,频率为7 kHz时,在波长3.7 μm处激光输出功率超过3.2 W,斜率效率超过18%,对应闲频光波长1.49 μm输出功率约8 W,相当于转换斜率效率约为63%。实验结果与理论分析基本一致。