Studie zur Effizienz und Temperaturrobustheit von gechirpten PPLN-Kristallen im 1064-nm-Frequenzverdopplungsexperiment – ​​05

4.Experimentelles Ergebnis und Analyse

4.1Vergleichder Frequenzverdopplungseffizienz von CPPLN und LBO

Der CPPLN-Kristall(www.wisoptic.com)Das von uns entworfene Gerät weist die maximale Frequenzverdopplungseffizienz im Arbeitsbereich zwischen 15 und 40 °C auf, daher wird die nachfolgende Analyse in diesem Bereich durchgeführt. Bei demselben Grundfrequenz-Lichtleistungsgradienten ist die Auswirkung von Temperaturänderungen auf die Frequenzverdopplungseffizienz von CPPLN in Abbildung 4(a) dargestellt. Die Punkte in der Abbildung stellen die frequenzverdoppelnde Ausgangsleistung unter verschiedenen Temperaturbedingungen dar und sind angepasst, wie durch die durchgezogene Linie in der Abbildung dargestellt. Aus Formel (1) ist ersichtlich, dass die Leistung des frequenzverdoppelnden Lichts in derDas Experiment sollte proportional zum Quadrat der Lichtleistung der Grundfrequenz sein. Aus Abbildung 4(a) ist ersichtlich, dass die Daten der frequenzverdoppelnden Lichtleistung von CPPLN bei verschiedenen Temperaturen mit der angepassten quadratischen Termkurve übereinstimmen. Bei einer Temperatur von 25 °C ist der Wirkungsgrad der Frequenzverdoppelung am höchsten. Unter der Bedingung, dass kontinuierliches 1064-nm-Licht mit einer Leistung von 22,53 W eingegeben wird, können 148 mW 532-nm-Licht erhalten werden, und der Wirkungsgrad der Frequenzverdoppelung beträgt etwa 0,66 %. Die CPPLN-Frequenzverdopplungseffizienz ändert sich, wenn sich die Temperatur ändert, der Änderungstrend ist jedoch nicht monoton steigend oder fallend. Wir werden dies ausführlich in Abschnitt 4.2 besprechen.

Obwohl wir die Effizienz von CPPLN und LBO in Abschnitt 2.1 theoretisch verglichen haben, absorbiert in Wirklichkeit der CPPLN-Kristall selbst den 532-nm-Laser, und die durch die Kristallpolarisation erzeugte Domänenwand sowie die Vorder- und Rückseite reflektieren den 532-nm-Laser teilweise . Daher werden die tatsächliche Doppelfrequenzleistung und der Doppelfrequenzwirkungsgrad im Vergleich zu den theoretischen Werten verringert. Nehmen Sie die Doppelfrequenz-Effizienzdaten von CPPLN bei 25 °C, wenn die Umwandlungseffizienz am höchsten ist, und nehmen Sie die Daten von LBOKristall (www.wisoptic.com)bei 19℃, wenn auch die Umwandlungseffizienz am höchsten ist. Die Ergebnisse sind in Abbildung 4(b) dargestellt. Unter allen anderen Bedingungen ist die Doppelfrequenzeffizienz von CPPLN deutlich höher als die von LBO, etwa 15,58-mal so hoch wie die von LBO, was mit den theoretischen Ergebnissen übereinstimmt.

Abb. 4.CPPLN SHG-Versuchsergebnisse. (a) Die Beziehung zwischen Temperatur und SHG-Leistung; (b) Vergleich der SHG-Effizienz zwischen CPPLN- und LBO-Experimenten bei der höchsten Effizienztemperatur