飞秒或宽带脉冲激光的倍频是超快非线性光学研究的一个重要方向。高效倍频要求脉冲带宽范围内的所有频率成份均满足位相匹配条件,难以同时兼顾位相匹配带宽和效率。针对当前大型钕玻璃激光装置目前急需的1.2 nm和4 nm两种带宽的高效三倍频,本项目研究了以分层氘化KDP混频晶体为核心的宽带三倍频方案,重点研究分析了可能的谐波转换"倒流问题",形成了抑制"倒流"的有效技术措施,明确了对晶体参数偏差的容忍度,完成了多层氘化KDP混频晶体的优化设计。鉴于当前多层氘化KDP混频晶体的制备困难,新发展了"宽带/窄带混合工作模式"的宽带三倍频技术,采用常规的单片或双片常规KDP混频晶体,可分别支持1.5nm或5nm带宽的高效三倍频。该方案依赖的所有技术和材料均是成熟的,已经在实验上考核技术可行性,表明其整体性能优于LLNL实验室的双混频晶体方案。新的"混合工作模式"宽带激光和频方案是一项共性技术,不仅适用于本课题关心的宽带钕玻璃激光三倍频,而且我们的演示实验验证了该方案同样也适用于更为普遍的飞秒(啁啾)钛宝石激光系统。发明专利授权/申请5项;发表SCIE论文11篇;作国际性学术会议邀请报告4次。
英文主题词Broadband frequency tripling; Backconversion; Phase-matching; Group-velocity mismatch