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激光倍频

激光倍频利用非线性晶体在强激光作用下的二次非线性效应,使频率为ω的激光通过晶体后变为频率为2ω的倍频光,称为倍频技术,或二次谐波振荡。如将1.06微米的激光通过倍频晶体,变成0.532微米的绿光。倍频技术扩大了激光的波段,可获得更短波长的激光。

利用非线性晶体在强激光作用下的二次非线性效应,使频率为ω的激光通过晶体后变为频率为2ω的倍频光,称为倍频技术,或二次谐波振荡。如将1.06微米的激光通过倍频晶体,变成0.532微米的绿光。倍频技术扩大了激光的波段,可获得更短波长的激光。

用非线性材料产生倍频激光的器件称为倍频激光器。一般把入射地激光称为基频光,由倍频激光器出来的激光称为倍频光或二次谐波。

根据非线性材料特性,我们一般采用角度相位匹配来得到二次谐波。角度相位匹配是利用晶体的双折射来补偿正常色散而达到相位匹配的一种方法。使入射晶体的基频光和产生的倍频光具有不同的偏振态,而所用晶体应预先根据晶体光学的理论和有关的折射率数据,计算出切割晶体的方向,磨制成所需形状,使基频光和倍频光能满足相位匹配条件。

按照入射基波的偏振态又可将角度匹配方式分为两类:一种是基波取单一的线偏振光(如o光)形式入射,而倍频波为另一状态的线偏振光(如e光),这种情况通常称之为第I类相位匹配。这一倍频过程用一式子表示为"o + o→e",因为两个基波的偏振方向是平行的,所以又称平行式位相匹配。另一种情况是基波同时取两种不同的线偏振光(o光e光)形式入射,即两者的偏振方向是相垂直的,而产生的倍频波为单一状态的线偏振光(如e光),这种情况通常称为第Ⅱ类位相匹配,记作"e + o→e"。因为第Ⅱ类匹配方式,在非线性极化过程中,不是单纯由基波的o光(或e光)的分量乘积在起作用,而是o光和e光分量同时在起作用。

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