结构紧凑、效率高、性能稳定的绿激光器在光存储、激光打印、舞台表演、医疗、水下通信等领域,尤其是激光显示领域具有广泛应用。由于缺乏相应输出波长的高效半导体绿激光器,基于倍频技术的全固态激光器仍然是产生绿色激光最有效的方法。近年来,随着周期性极化技术的成熟,准相位匹配PPMgLN倍频绿激光器发展迅猛。本文综述了PPMgLN腔内倍频绿激光器的结构、性能优势及发展现状。

使用含镁摩尔分数为5%的掺镁铌酸锂晶体对57.4 fs脉冲在1550 nm通信波段进行了Ⅰ型(o+o-e)和0型(e+e-e)的倍频对比实验。对于Ⅰ型倍频, 在4.3 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为28 nm、脉宽为79 fs的谐波脉冲, 转换效率最高达54%; 对于0型倍频, 在3.7 GW/cm2的峰值功率密度下得到了谱宽为2.1 nm的谐波脉冲, 转换效率最高为40%。分别从飞秒脉冲多波长成分的相位匹配(频域)和基波与谐波脉冲的群速度匹配(时域)两个角度, 对倍频过程中基波脉冲和谐波脉冲的演变进行了详细分析。发现同时满足多波长成分相位匹配时, 传播中谐波的谱宽能维持不变; 而仅满足中心波长相位匹配时, 谐波光谱则随着传播长度的增加而逐渐变窄。