Параметрический генератор: Параметрический генератор света

{(2)}$, дли­ны кри­стал­ла, дли­ны вол­ны и ин­тен­сив­но­сти на­кач­ки и дос­ти­га­ет мак­си­му­ма для час­тот, для ко­то­рых вы­пол­не­ны при­ве­дён­ные вы­ше со­от­но­ше­ния.

Схема параметрического генератора света.

П. г. с. пред­став­ля­ет со­бой сис­те­му, со­стоя­щую в про­стей­шем слу­чае из оп­тич. ре­зо­на­то­ра, ог­ра­ни­чен­но­го зер­ка­ла­ми, в ко­то­рый по­ме­щён не­ли­ней­но-оп­тич. кри­сталл (рис.). Ко­гда мощ­ность на­кач­ки ге­не­ра­то­ра пре­вы­ша­ет по­ро­го­вое зна­че­ние, оп­ре­де­ляе­мое ба­лан­сом ме­ж­ду оп­тич. по­те­ря­ми в ре­зо­на­то­ре и эф­фек­тивно­стью па­ра­мет­рич. пре­об­ра­зо­ва­ния, сис­те­ма ста­но­вит­ся ге­не­ра­то­ром ко­ге­рент­но­го из­лу­че­ния. Из­ме­няя ори­ен­та­цию кри­стал­ла или его темп-ру, т. е. управ­ляя т. о. ус­ло­ви­ем син­хро­низ­ма, мож­но не­пре­рыв­но ме­нять час­то­ту ге­не­ра­ции. По­это­му не­ли­ней­но-оп­тич. пре­об­ра­зо­ва­ние час­то­ты как ме­тод соз­да­ния ис­точ­ни­ка оп­тич. из­лу­че­ния тре­буе­мой дли­ны вол­ны яв­ля­ет­ся од­ним из наи­бо­лее эф­фек­тив­ных спо­со­бов рас­ши­ре­ния воз­мож­но­стей су­ще­ст­вую­щих ла­зер­ных сис­тем.

Пе­ре­строй­ку час­то­ты мож­но реа­ли­зо­вать и в не­пре­рыв­ном, и в им­пульс­ном ре­жи­мах ге­не­ра­ции. П. г. с. пред­став­ля­ет ин­те­рес пре­ж­де все­го в ка­че­ст­ве пе­ре­страи­вае­мо­го ис­точ­ни­ка ко­ге­рент­но­го из­лу­че­ния в ближ­нем и сред­нем ИК-диа­па­зо­не (дли­на вол­ны 2–20 мкм).

Наи­бо­лее про­стой и эф­фек­тив­ной схе­мой П. г. с. яв­ля­ет­ся схе­ма с од­ним кри­с­тал­лом и ин­жек­ци­ей ко­ге­рент­но­го из­луче­ния, ко­то­рая по­зво­ля­ет су­ще­ст­вен­но по­вы­сить энер­ге­тич. эф­фек­тив­ность пре­об­ра­зо­ва­ния. Для по­лу­че­ния сверх­мощ­но­го ла­зер­но­го из­лу­че­ния ис­поль­зу­ют трёх­час­тот­ное взаи­мо­дей­ст­вие при ра­вен­ст­ве груп­по­вых ско­ро­стей для двух им­пуль­сов (на­кач­ки и од­но­го из па­ра­мет­ри­че­ски ге­не­ри­руе­мых им­пуль­сов). В ре­зуль­та­те раз­ви­тия ме­то­да ге­не­ра­ции сверх­мощ­ных им­пуль­сов, ос­но­ван­но­го на па­ра­мет­рич. уси­ле­нии све­та в не­ли­ней­но-оп­тич. кри­стал­лах DKDP (KD

2PO₄), бы­ли соз­да­ны фем­то­се­кунд­ные ла­зер­ные сис­те­мы пе­та­ватт­но­го (10¹⁵ Вт) уров­ня мощ­но­сти.

П. г. с. при­ме­ня­ют­ся при ре­ше­нии спек­тро­ско­пич. за­дач в сред­нем ИК-диа­па­зо­не, для дис­тан­ци­он­но­го зон­ди­ро­ва­ния за­гряз­няю­щих при­ме­сей в ат­мо­сфе­ре и др.

Параметрический генератор света — Физическая энциклопедия

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР СВЕТА — источник когерентного оптич. излучения, в к-ром мощная световая волна одной частоты (частоты накачки), проходя через нелинейный кристалл, преобразуется в световые волны других, меньших частот. Частоты параметрически возбуждаемых волн определяются дисперсией света в кристалле и при её изменении могут плавно перестраиваться при фиксиров. частоте накачки.
П. г. с. предложен в 1962 С. А. Ахмановым и Р. В. Хохловым. Первые эксперим. П. г. с. были созданы в 1965 Дж. Джордмейном (J. Giordmaine) и Р. Миллером (R. Miller), С. А. Ахмановым и Р. В. Хохловым с сотрудниками.

Т. к. размеры нелинейного кристалла много больше длины световой волны, то процесс параметрич. возбуждения в оптике носит ярко выраженный волновой характер. Под действием электрич. поля Е световой волны большой интенсивности меняется диэлектрич. проницаемость e нелинейного кристалла: где — квадратичная восприимчивость (см. Нелинейная оптика ).Если поле волны накачки где — волновое число, а — нач. фаза, то диэлектрич. проницаемость модулируется по закону бегущей волны:

где паз. глубиной модуляции, характерная величина к-рой в оптике равна 10^-710^-5. У входной грани кристалла (

х = 0) с переменной во времени диэлектрич. проницаемостью (1) из шумов возбуждаются эл—магн. колебания с частотами и и фазами и связанными соотношениями

аналогично параметрич. возбуждению колебаний в двухконтурной системе (см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитные колебаний).
Колебания с частотами и распространяясь в глубь кристалла в виде двух световых волн с волновыми векторами k₁ и k₂, взаимодействуют с волной накачки. Если не принять спец. мер, то на расстоянии х оптимальные фазовые соотношения (2) изменятся вследствие дисперсии на величину гдеk_H — k₁ — k₂ — расстройка волновых векторов, что приводит к ухудшению параметрич. возбуждения или даже его исчезновению. Поэтому необходимым условием эфф. передачи энергии от волны накачки возбуждаемым волнам на всём пути их распространения является согласование их фазовых скоростей, или волновых векторов, т. е. — 0:

k₁ + k₂ = k_H. (3)

Это условие, наз. условием фазового синхронизма, означает, что волновые векторы волны накачки и синхронно возбуждаемых волн образуют замкнутый треугольник.
При фазовом синхронизме амплитуды возбуждаемых, сначала слабых, волн возрастают с пройденным расстоянием за счёт энергии накички:
где — коэф. затухания волны в линейной среде, — коэф. параметрич. усиления. Очевидно, возбуждение происходит, если поле накачки превышает порог:
Фазовый синхронизм, обеспечивающий макс. параметрич. усиление, служит своеобразным волновым фильтром, выделяющим из всего многообразия частот +

=определ. пару частот в П. г. с., удовлетворяющую (3). Из (3) следует условие для показателей преломления кристалла на частотах и : п_н < n₁, n₂ или n₁ < n_н < n₂ В кристаллах с нормальной дисперсией, когда показатель преломления увеличивается с ростом частоты синхронное пара-метрич. взаимодействие оптич. волн не осуществимо обычным способом, т. к. п_н> n_l, n₂. На практике условие фазового синхронизма может быть осуществлено в анизотропных кристаллах, если использовать зависимость показателя преломления не только от частоты, но и от поляризации волны и направления распространения. Напр., в одноосном отрицат. кристалле показатель преломления обыкновенной волны п₀ больше показателя преломления необыкновенной волны

п_с, к-рый зависит также от направления распространения относительно оптич. оси кристалла (рис. 1). Используя дисперсию анизотропного кристалла, можно подобрать направления, в к-рых выполняется условие фазового синхронизма. В этом случае возможны два типа парамстрич. взаимодействия световых волн: первый — возбуждение необыкновенной волной накачки двух обыкновенных волн:

второй — возбуждение необыкновенной волной накачки обыкновенной волны частоты и необыкновенной волны частоты:

В положит. одноосном кристалле также можно подобрать направления, в к-рых выполняется условие (3) и обыкновенной волной накачки возбуждаются две необыкновенные или обыкновенная и необыкновенная волны:

Рис. 1. Зависимости показателя преломления обынновенной п₀ и необыкновенной п_сволн от частоты (а) и направления распространения (б) в одноосном отрицательном кристалле.

Угол между направлением волновых векторов и оптич. осью кристалла, наз. углом сиихронизма, является ф-цией частот накачки и одной из возбуждаемых волн. Изменяя направление распространения накачки относительно оптич. оси (поворачивая кристалл), можно плавно перестраивать частоту П. г. с. (рис. 2,а). Существуют и др. способы перестройки частоты П. г. с., связанные с зависимостью показателя преломления п от темп-ры (рис. 2,б), внеш. электрич. поля и т. д.
Для увеличения мощности П. г. с. кристалл помещают внутри открытого резонатора, благодаря чему возбуждаемые волны пробегают кристалл многократно за время действия накачки (увеличивается эфф. длина взаимодействия, рис. 3). Перестройка частоты такого резонаторного П. г. с. происходит небольшими скачками, определяемыми разностью частот, соответствующих продольным модам резонатора. На практике используются одпорезонаторные П. г. с., в к-рых обратная связь с помощью зеркал резонатора осуществляется только для одной из возбуждаемых волн, и двухрезонаторные П.

г. с. с обратной связью на обеих частотах и Порог самовозбуждения двухрезонаториого
П. г. с. определяется добротностями резонаторов Q_l и Q₂ на частотах и: т > В однорезонатор-ном П. г. с. порог возбуждения выше: т >однако в нём можно выполнять более плавную перестройку частоты и он менее требователен к стабильности частоты накачки и механич. вибрациям зеркал и др. элементов.

Рис. 2. Зависимость длины волны, генерируемой параметрическим генератором света, от угла синхронизма(а)и температуры Т (б)при= 0,266 мкм;

е — оо.

Рис. 3. Нелинейный кристалл, помещённый в оптический резонатор. 3₁ и 3₂ — зеркала, обеспечивающие обратную связь (отражение) для одной из возбуждаемых воли — однорезона-торный параметрн-чееский генератор света, или для обеих волн на частотах и — двухрезонаторный параметрический генератор света.

В существующих П. г. с. диапазон главной перестройки длин волн от 0,4 до 16,4 мкм перекрывается с помощью набора оптич. кристаллов, имеющих разные области оптич. прозрачности, разные нелинейности, разл. пороги разрушения (табл.).

Оптические характеристики некоторых нелинейных кристаллов, используемых в параметрических генераторах света

Материал	Диапазон прозрачности, мкм	Нелинейность(2)/n3х 10-18, ед. CGSE	Пороговая интенсивность разрушения, МВт/см2
ADP	0,2 — 1,1	0,8	500
КDP	0,22 — 1 , 1	0,8	500
LiNbO3	0,35 — 5,0	30	40
Ba2NaNb5O15	0,4 — 5,0	180	10-60
Ag3AsSa	0,64 — 13	100	20
CdSe	0,75 — 25	280	40

Источниками накачки служат лазеры непрерывного, импульсного и импульсно-периодич. действия и оптич. гармоники их излучения. Отд. П. г. с. обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от Особую ценность П. г. с. с плавной перестройкой частоты представляют для ИК-диапазона спектра. Во мн. странах выпускаются промышленные образцы разл. П. г. с. Уникальные характеристики П. г. с. (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) делают его основным, а порой единственным прибором для спектроскопич. исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для селективного воздействия на вещество (в т. ч. биологическое), для контроля загрязнения атмосферы и в др. целях.

Лит.: Ахманов С. А., Хохлов Р. В., Параметрические усилители и генераторы света, «УФН», 1966, т. 88, с. 439; Ярив А., Квантовая электроника, пер. с англ., 2 изд., М., 1980; Фишер Р., Кулевский Л. А., Оптические параметрические генераторы света, «Квантовая электроника». 1977, т. 4, № 2, с. 245; Параметрические генераторы света и пикосекундная спектроскопия, Вильнюс, 1983.

Л

. П. Сухорукое.

      Предметный указатель      >>   

Параметрические оптические генераторы, объяснение в RP Photonics Encyclopedia; ОПГ, вакуумный шум

Домашний	Викторина	Руководство покупателя
Поиск	Категории	Глоссарий	)»> Реклама

Прожектор фотоники

Учебники

Показать статьи A-Z

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics.

Список поставщиков оптических параметрических генераторов

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Параметрический генератор представляет собой оптический параметрический усилитель с довольно высоким коэффициентом усиления (многие десятки децибел), так что значительная выходная мощность генерируется даже без входного сигнала. Физической причиной этого излучения является параметрическая флуоресценция, усиленная до высоких уровней. Это явление похоже на усиленное спонтанное излучение (ASE) в лазерном усилителе; в обоих случаях квантовые флуктуации вакуума (→  вакуумный шум ) усиливаются до макроскопических уровней мощности.

Фигура 1: Схема оптического параметрического генератора.

Достаточно высокий коэффициент усиления для параметрической генерации может быть достигнут только при накачке интенсивными лазерными импульсами. Типичные установки OPG основаны на наносекундных импульсах накачки от лазера с модуляцией добротности, но также возможно использовать OPG с фемтосекундными или пикосекундными (ультракороткими) импульсами от лазера с синхронизацией мод. (Обратите внимание, что параметрическое усиление нарастает и спадает так же быстро, как импульс накачки.) В большинстве случаев ультракороткие импульсы сначала необходимо усилить (например, в регенеративном усилителе), но, комбинируя некоторые мощные лазеры с синхронизацией мод с сильно нелинейными кристаллами, можно напрямую использовать лазерные импульсы [4].

По сравнению с параметрическим генератором света настройка параметрического генератора проще, поскольку для него не нужен резонатор. Длины волн сигнала и холостого хода можно просто настроить, влияя на условия фазового согласования, например. путем изменения температуры кристалла или вращения кристалла (для критического фазового синхронизма). Удобно, что нет необходимости поддерживать резонатор синхронизированным или хорошо выровненным. С другой стороны, параметрический генератор дает меньший контроль над свойствами импульсов, чем это было бы возможно с параметрическим оптическим генератором с синхронной накачкой, который также может иметь гораздо более низкую пороговую мощность накачки. Кроме того, требуемая высокая оптическая интенсивность в установках OPG иногда требует работы, близкой к порогу оптического повреждения нелинейного материала.

Можно понизить порог и значительно уменьшить ширину линии, введя заполнение параметрического генератора некоторым сигнальным светом, например. из лазерного диода. Однако в этом случае устройство следует рассматривать как параметрический усилитель.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 4 поставщика оптических параметрических генераторов.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

Список литературы

[1]	Д. А. Клейнман, “Теория оптических параметрических шумов”, Phys. Rev. 174 (3), 1027 (1968), doi: 10.1103/PhysRev.174.1027
[2]	А. Пискарскас, «Оптические параметрические генераторы: настраиваемые, мощные, сверхбыстрые», Опт. Фотон. News 7 (7), 25 (1997), doi:10.1364/OPN.8.7.000024
[3]	A. Galvanauskas et al. , «Фемтосекундный параметрический генератор на основе волоконного лазера в объемном периодически поляризованном LiNbO 3 », опт. лат. 22 (2), 105 (1997), doi:10.1364/OL.22.000105
[4]	T. Südmeyer et al. , «Новые сверхбыстрые параметрические системы: однопроходный OPG с высокой частотой повторения и OPO с волоконной обратной связью», J. Phys. Д: заявл. физ. 34 (16), 2433 (2001), doi:10.1088/0022-3727/34/16/307
[5]	B. Köhler et al. , «Пикосекундный оптический параметрический генератор с частотой повторения 82 МГц мощностью 9,5 Вт и непрерывной инжекцией диодного лазера», Appl. физ. B 75, 31 (2002), doi:10.1007/s00340-002-0942-4
[6]	С. В. Марчезе и др. , «Фемтосекундная оптическая параметрическая генерация при комнатной температуре в легированном MgO стехиометрическом LiTaO 3 », Appl. физ. B 81 (8), 1049 (2005), doi:10.1007/s00340-005-1964-5
[7]	E. Innerhofer et al. , «Анализ системы нелинейного преобразования длины волны для красно-зелено-синего лазерного проекционного источника», J. Opt. соц. Являюсь. B 23 (2), 265 (2006), doi:10.1364/JOSAB.23.000265

(Предложить дополнительную литературу!)

См. также: оптические параметрические усилители, параметрическое усиление, параметрическая флуоресценция, параметрические генераторы света, усиленное спонтанное излучение
и другие статьи в категориях нелинейная оптика, фотонные устройства, нелазерные источники света

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

  
 Статья об оптических параметрических генераторах 
 в разделе  
 RP Photonics Encyclopedia 

С предварительным изображением (см. поле чуть выше):

  
  alt="article"> 

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

 * [https://www.rp-photonics.com/optical_parametric_generators.html 
 статья "Оптические параметрические генераторы" в Энциклопедии RP Photonics] 

Где купить оптические параметрические генераторы, ОПГ, производителей и поставщиков

Найти поставщиков

Выставка

Our resource can generate many more sales leads than any other one in the area of photonics.»> Реклама

Новости

Категории товаров	Список поставщиков
Товары от А до Я	Поставщики AZ

Оптические параметрические генераторы в основном представляют собой параметрические усилители без входного сигнала, генерирующие короткие или ультракороткие импульсы в широком диапазоне длин волн.

Связанные продукты: оптические параметрические усилители

Категория сопутствующих продуктов: нелинейная оптика

Е	Узнайте перед покупкой! См. нашу энциклопедическую статью об оптических параметрических генераторах! Связанные статьи: оптические параметрические усилители, параметрическая флуоресценция, оптические параметрические генераторы

4 поставщика оптических параметрических генераторов (OPG) перечислены в Руководстве покупателя RP Photonics. Зарегистрироваться могут как производители, так и дистрибьюторы.

Для составления списка тех поставщиков, которых вы хотите более тщательно проверить, сначала отметьте всех подходящих, нажав на записи (сделав их фон светло-серым). Затем нажмите на эту кнопку:

Для документирования поиска поставщиков вы можете распечатать эту страницу на бумаге или в формате PDF.

Поставщики с рекламным пакетом , представляющие описания своих продуктов
Для оптических параметрических генераторов еще не зарегистрировано ни одного продукта поставщиков с рекламным пакетом и описанием продукта. Они будут иметь логотип компании, подробное описание продукта и изображение продукта, а также появятся в соответствующей статье энциклопедии.

Все поставщики. 247 64285 Darmstadt Germany Company profile Website		www.topag.de E-mail: (e-mail display requires Javascript)
Xiton Photonics Kohlenhofstrasse 10 67663 Kaiserslautern Germany Company profile Website	www.xiton-photonics.com
From Europe:
Solar Laser Systems 4 Stebenev lane Minsk, 220024 Беларусь Профиль компании Сайт	www.solarls.eu Эл.0228 За пределами Европы:
Tastek Pty Ltd 10 REID ST TheBarton SA 5031 Австралия Профиль компании Веб -сайт 9006	WWwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww. .com. на записи компании, чтобы отметить это. Записи о продуктах поставщиков, имеющих рекламный пакет , отображаются с логотипом, описанием продукта и изображением продукта.

Пользователей: , если какая-либо отображаемая информация неверна (например, указанный поставщик не предлагает такие продукты) или проблематична с юридической точки зрения, сообщите об этом RP Photonics, чтобы проблема могла быть решена.

Поставщики: вы можете сообщить об измененных данных, используя форму, которая доступна через кнопку «Редактировать данные профиля» на странице профиля вашей компании. Вы можете получить наш рекламный пакет , чтобы получить значительно улучшенную видимость и гораздо больше потенциальных клиентов. (Расскажите об этом своим маркетологам!)

Сообщите о дополнительных поставщиках этих продуктов!

Сообщите о дополнительных поставщиках для этих продуктов

Если вы являетесь поставщиком и хотите, чтобы вас включили в список, используйте регистрационную форму .