长春理工大学 理学院 激光技术研究所，长春 130022
根据双轴晶体内锥折射效应产生空心光环的基本原理，推导出空心光环上各点相对于光环最低点的位相差分布规律解析式.通过模拟得到了位相差分布规律，证明了光环上各点的偏振方向变化具有连续性.实验采用非偏振的He-Ne激光准直后经小孔光阑垂直照射KNbO3晶体获得了空心光束，对其偏振特性进行了测试，结果与理论分析相吻合，很好的验证了理论分析的正确性.
双轴晶体 位相差分布 锥折射 空心光环 偏振特性 Biaxial crystal Distribution of phase difference Conical refraction Hollow ring Polarization properties
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy and Department of Physics, East China Normal University, Shanghai 200062, China
Theoretical analyses are presented on the critically phase-matched second-harmonic generation (SHG) in a biaxial crystal with the focused fundamental Gaussian beams. The dependence of the second-harmonic light power on the phase matching conditions, focused geometries, walk-off effects, and absorptions are discussed in detail. Expressions are presented for calculating the light power of the types I and II SHGs in the biaxial crystal, applied to optimize the blue light generation with the LiB3O5 crystal. A maximum conversion efficiency of around 37% is obtained with 798-nm laser power of 500 mW.
二次谐波产生 双轴晶体 环型腔 三硼酸锂 190.2620 Harmonic generation and mixing 140.3515 Lasers, frequency doubled 160.4330 Nonlinear optical materials 140.3560 Lasers, ring Chinese Optics Letters
2010, 8(7): 693
1 华南师范大学光子信息技术广东省高校重点实验室, 广东 广州 510006
2 西安科技大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710054
在双轴晶体中，除光轴方向外，沿任一方向只存在2个具有不同偏振方向的平面波解，每个解有各自的传播常数。运用拉格朗日乘数法并借助双轴晶体的折射率椭球的概念，在主轴坐标系下求出双轴晶体的平面波解，得到每个解的空间色散关系，并从所得平面波解出发讨论平面波沿光轴方向传输的情况。最后将所得的结果运用到单轴晶体中检验其正确性。
双轴晶体 拉格朗日乘数法 空间色散方程 biaxial crystal Lagrange multiplier method equation of spatial dispersion
介绍了一种获得晶体动态外锥折射的方法.用全固态绿光激光器和双轴晶体kNbO3，通过改变位于已消球差的双胶合透镜后表面处可变光阑的通光孔径，即改变入射光束的会聚角度，来实现入射光会聚角对外锥折射锥角的调制，由此得出双轴晶体kNbO3外锥折射的锥角表达式.实验结果表明，周期性改变孔径光阑通光孔径的大小(入射光束的会聚角度)时，外锥折射锥角也同步地发生周期性的改变; 外锥折射锥角等于入射于双轴晶体端面上的光线的会聚角.利用可变光阑可实现双轴晶体动态外锥折射并获得可控激光环，实验所测锥角角度与理论计算符合较好.
双轴晶体 动态外锥折射 可变光阑 锥角 Biaxial crystal Dynamic outer conic refraction Iris Conic refraction angle
华中科技大学 光电子科学与工程学院，武汉 430074
为了分析利用双轴晶体KTP与LBO对1064nm与1319nm激光和频产生589nm钠黄光时的最佳晶体长度和允许参量，对非线性波耦合方程进行推导，得出和频条件下的小讯号解和高转换效率下的稳态解，并由稳态解得出激光功率密度与晶体长度的关系。由相位匹配条件通过级数展开推导出双轴晶体在和频情况下的允许参量，并且给出了晶体的温度匹配条件。结果表明，选择合适长度的晶体，可以使得和频转换效率尽可能的提高，LBOⅠ类匹配和KTPⅡA类匹配优于其它匹配类型，LBO在32．84℃能到达温度匹配。
非线性光学 双轴晶体 和频 晶体长度 允许参量 温度匹配 nonlinear optics biaxial crystals sum frequency generation crystal-length acceptance parameters KTP KTP LBO LBO temperature matching
1 浙江育英职业技术学院,浙江,杭州,310018
2 中国计量学院光电信息工程系,浙江,杭州,310018
分析不同条件下二次谐波产生中的光束离散对于提高转换效率和光束质量都十分重要.通过建立求解双轴晶体中双折射问题的数值分析模型,可以精确计算晶体主轴任意取向下光从任意方向入射时折射光的折射率、偏振态、波矢方向及能流方向等.详细讨论了正入射和斜入射、Ⅰ类相位匹配和Ⅱ类相位匹配下KTP晶体和LBO晶体中的光束离散问题.
双轴晶体 双折射 非线性 二次谐波产生
晶体会聚偏光干涉图包含了晶体特性的许多信息,建立偏光干涉图的定量分析方法可以使这些信息得到充分利用。基于双轴晶体折射时满足的波矢关系,导出了两折射光波相位差的精确计算公式。分析了光波在各界面折射时偏振态的变化,提出了会聚偏光干涉合成振幅的计算方法。针对任意取向的双轴晶体,计算了完整的偏光干涉图,反映了相位分布决定等色线、振幅分布决定消光影的规律。用数字图像模似了干涉图,并讨论了干涉图的变化情况。对4块不同取向的KTP晶片进行实验,实验干涉图与理论干涉图的特征完全一致,两者仔细对比可判断现有KTP晶体色散方程的优劣。
晶体光学 双轴晶体 会聚偏光干涉 偏振 色散方程
曲阜师范大学,激光研究所,山东,曲阜,273165
介绍几何作图计算双轴晶体光轴角的方法、步骤和原理.利用几何作图求得双轴晶体的光轴角,并通过理论推导来证明其正确性.
双轴晶体 光轴 光轴角 biaxial crystal optical axis optic axial angle
根据折射率椭球方程及双光轴晶体中光波的传播与偏振特性,分析双轴晶体在主平面内激光倍频相位匹配的特性与方法,导出光波在主平面内传播时倍频的相位失配关系;给出双轴晶体中容许相位匹配倍频的相位匹配角及混频的有效非线性系数deff的表达式.利用可相位匹配的类型、相位匹配角公式和有效非线性系数deff表达式的表,容易对任意一具体晶体在一给定波长求出实际能实现相位匹配的类型或偏振组合,算出相位匹配角,比较不同的相位匹配类型或偏振组合的有效非线性系数,选择最佳的相位匹配类型与方向.从相位失配关系可以计算晶体主平面内倍频的接收角、接收光谱宽度等特性参量.
双轴晶体 倍频相位匹配 相位失配 有效非线性系数
中国科学院上海光学精密机械研究所强光光学开放实验室,上海 201800
介绍了新近提出的光学啁啾脉冲参量放大技术,并以高增益、宽谱带的双轴非线性晶体LBO为例,研究了抽运光和信号光的相位匹配角的关系、增益、增益带宽、匹配角的选择,以及增益随晶体长度变化的趋势和双曲正割和高斯脉冲输入非线性晶体前后变化的情况。
双轴晶体 非线性 啁啾脉冲参量放大
