Bài thuyết trình Khuếch đại và dao động thông số quang học (OPA-OPO) giới thiệu tới các bạn những nội dung về các hiệu ứng quang phi tuyến, sự phân cực phi tuyến; điều kiện thích hợp để các sóng phát ra với công suất đáng kể và một số nội dung khác.
Nội dung Text: Bài thuyết trình Khuếch đại và dao động thông số quang học (OPA-OPO)
KHUẾCH ĐẠI VÀ DAO
ĐỘNG THÔNG SỐ
QUANG HỌC
(OPA-OPO)
HV: VŨ THU HIỀN
TRẦN THỊ THANH THỦY
CÁC HIỆU ỨNG QUANG PHI TUYẾN
Hiệu ứng quang phi tuyến bậc hai
Pockels/electro-optic effect
Second harmonic generation (SHG)
Sum/difference frequency generation (SFG/DFG)
Optical parametric amplification/oscillation (OPA/OPO)
Hiệu ứng quang phi tuyến bậc ba
Optical Kerr effect/quadratic Pockels effect
Third harmonic generation (THG)
Four wave mixing (FWM)
Two photon absorption (TPA)
Stimulated Raman/Brillion scattering (SRS/SBS)
SỰ PHÂN CỰC PHI TUYẾN
Môi trường tuyến tính: cường độ tia tới thấp
D 0E P D E r 0 E
P 0 E
r 1
Môi trường phi tuyến: cường độ tia tới cao
D 0E P
(2) 2 ( 3) 3
P 0 E E E ... PL PNL
Nonlinear polarization
3 (3 1 )
SFG
1 (3 1 )DFG
23
E1 E10 cos 1t k1 r
21
E3 E 30 cos 3t k3 r
(2) 2 2
P 0 E E .E .E
2
P .( E3 E1 ) .( E3 E1 )
ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ CÁC SÓNG
PHÁT RA VỚI CÔNG SUẤT ĐÁNG KỂ
Sum frequency Difference frequency
generation (SFG) generation (DFG)
2 3 1 2 3 1
k 2 k 3 k1 k 2 k 3 k1
Khuếch đại thông số
quang học (OPA)
(2) 3 = 1 + 2
Dao động thông số
quang học (OPO) Pump (3) partially depleted
Signal (1) amplified
(2)
Idler (2) generated
mirrors
Double-pass Singly
DPSRO Resonant Oscillator
Pump only
-pump only
3 1
Signal
Incident/reflected Idler
pump 2
Singly-resonant oscillator (SRO)
Double-pass Singly
DPSRO
Resonant Oscillator-
Pump & ilder
pump and ilder
Incident/reflected
pump 1
Signal
3
2
Reflected Ilder
ĐIỀU HƯỞNG THÔNG SỐ
QUANG HỌC
Điều kiện bảo toàn năng lượng
3 1 2
Điều kiện đồng bộ pha (bảo toàn xung
lượng)
n11 n22 n33
2
2 '
1 '
1
o e
nx n y n nz n
'
1 1
2 ,
2
THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ
OPO-based RGB source
898 nm 449 nm
524 nm
1047 nm
SHG Blue
1-um Laser SHG OPO Green
SHG Red
1256 nm 628 nm
SƠ ĐỒS ingly
RGB OPO
R esonant O P O G reen
Pump Signal 898 nm + 524 nm
524 nm G reen 524 nm
Type-I O PO LBO
Idler
1256 nm SW P
f = 29 mm Type-II
SHG LBO
Red
628 nm
Intracavity SHG
SW P: HR@ 1256 nm;
Blue H T@ 524, 628, and 898 nm
449 nm
W alk-O ff
compensated
Type-I S HG LBO
S ignal
898 nm
LW P