Forschung zu parametrischen Oszillatoren im mittleren Infrarotbereich – Teil 03

2. Experimenteller Aufbau

Das in Abbildung 2 dargestellte OPO-System besteht aus einem polarisierenden Strahlteiler (PBS), einer Halbwellenplatte (HWP), einem Faraday-Rotator (FR), einer Kopplungslinsengruppe (M1 und M2), Resonatorspiegeln (M3 und M4), einem MgO:PPLN-Kristall, einem temperierbaren Ofen und einem Strahlteiler (M5). Das OPO nutzt ein e→e+e-Phasenanpassungsverfahren. Der PBS wandelt den 1064-nm-Pumplaser des Faserlasers in linear polarisiertes Licht um. Dieses wird zusammen mit der HWP verwendet, um die Polarisationsrichtung so einzustellen, dass die Phasenanpassungsanforderungen erfüllt werden. Der Abstand zwischen M1 und M2 wird so eingestellt, dass der Pumpstrahl fokussiert und dadurch die Leistungsdichte des Pumplasers erhöht wird. Der FR dient dazu, zurückkehrendes Restpumplicht zu isolieren. Der MgO:PPLN-Kristall (hergestellt von …)WisoptischDer von der Technology Co., Ltd. hergestellte optische Polarisator (OPO) misst 50 mm × 3 mm × 2 mm, weist eine MgO-Dotierungskonzentration von 5 Atomprozent auf und besitzt eine Polarisationsperiode von 29,5 μm. Beide Endflächen des Kristalls sind mit Antireflexionsschichten beschichtet, die für die Wellenlängenbereiche 1030–1080 nm, 1380–1800 nm und 1800–4500 nm optimiert sind. Der MgO:PPLN-Kristall ist in einem temperierbaren Ofen montiert und wird von einer speziell angefertigten, sauerstofffreien Kupferhalterung fixiert. Die Betriebstemperatur beträgt 30 °C mit einer Temperaturgenauigkeit von ±0,1 °C. Zur Steigerung der Konversionseffizienz des MgO:PPLN-OPO wird eine DPSR-OPO-Betriebskonfiguration (doppelt gepumpter einfach resonanter OPO) verwendet. Der Resonator besitzt eine doppelkonkave Struktur, bestehend aus einem Eingangsspiegel (M3) und einem Ausgangsspiegel (M4); die Beschichtungsspezifikationen dieser Spiegel sind in Tabelle 1 aufgeführt. Sowohl der Eingangsspiegel M3 als auch der Ausgangsspiegel M4 sind plankonkave Spiegel mit einem Krümmungsradius von 300 mm; die Gesamtlänge des Resonators beträgt 75 mm, wobei sich der MgO:PPLN-Kristall in der Mitte des Resonators befindet. Unter Anregung durch das Pumplicht führt der Resonator eine optische parametrische Schwingung aus und emittiert Signal- und Leerlauflicht; Signal- und Leerlauflicht werden anschließend durch den Strahlteiler M5 getrennt.

Abb. 2 Experimenteller Aufbau des OPO basierend aufMgO: PPLN

Tab. 1 Beschichtungsparameter des Hohlraumspiegels