Étude sur l'efficacité et la robustesse en température du cristal PPLN gazouillé dans une expérience de doublement de fréquence à 1064 nm - 06

Etude sur l'efficacité et la robustesse en température des gaz d'échappementPPLNcristal dans une expérience de doublement de fréquence de 1064 nm- 06

4.Résultat expérimental et analyse

4.2 Comparaison de robustesse en température entre CPPLN et LBO

Lorsque la lumière d'entrée 1064 nm est de 22,53 W, les courbes de la puissance optique doublée en fréquence générée par CPPLN(www.wisoptic.com)et LBO(www.wisoptic.com)avec la température sont illustrés à la figure 5 (a) et à la figure 5 (b). La largeur totale à moitié maximale de la puissance optique doublée en fréquence du CPPLN par rapport à la température est de 8,40 ℃, allant de 24,19 ℃ à 32,59 ℃. La largeur totale à moitié maximale de la puissance optique doublée en fréquence du LBO par rapport à la température est de 6,12 ℃, allant de 15,54 ℃ à 21,66 ℃, ce qui est inférieur à la largeur totale à moitié maximale du CPPLN. Dans la plage de largeur mi-maximale, LBO montre une tendance monotone croissante et monotone décroissante, tandis que CPPLN montre une tendance oscillante, et non une simple tendance monotone croissante ou décroissante. Il existe trois pics dans cette plage, respectivement de 148 mW, 120 mW et 105 mW.

Figure 5.La relation entre la puissance SHG et la température des différents cristaux SHG. (a) CPPLN ; (b) LBO

D'après les équations (4) et (5), nous savons que la plage de température de l'adaptation du cristal est liée à des facteurs tels que l'indice de réfraction du cristal, la structure du cristal polarisé (y compris le rapport cyclique, la période de polarisation, le chirp, etc. .). Puisqu'il y aura certaines erreurs de traitement entre la structure cristalline conçue et la structure cristalline réelle traitée, et il y aura inévitablement certaines erreurs entre l'indice de réfraction calculé par le SellmeierEéquation et l'indice de réfraction réel, ces facteurs conduisent à la différence entre la plage de température de l'adaptation réciproque du réseau cristallin et les résultats de la simulation. Dans ce cas, les valeurs absolues de la théorie et de la pratique ne sont pas nécessairement exactement les mêmes, mais les tendances relatives doivent être cohérentes. Par conséquent, dans l’expérience, nous nous préoccupons davantage de la forme de sa courbe caractéristique que des valeurs absolues.

Nous pensons que la raison pour laquelle la courbe du cristal CPPLN montre une telle tendance est liée à la précision de la période de polarisation qui peut être obtenue par le fabricant de traitement du cristal polarisé. La précision minimale de traitement de la période de polarisation du cristal CPPLN utilisé dans cette expérience est de 10 nm, c'est-à-dire que l'erreur de la période de polarisation est d'environ 0,14 %. Par conséquent, la structure réelle du CPPLN n’est pas conforme à la structure idéale, mais il y a un écart. La distribution réelle du vecteur de réseau réciproque cristallin n’est pas exactement la même que celle de la simulation et elle n’est pas uniforme. À 27℃ et 30℃, il y a une baisse significative de puissance due au manque de vecteurs de réseau réciproques adaptés provoqués par des erreurs de traitement. À 25 ℃, 29 ℃ et 32 ​​℃, le vecteur de réseau réciproque du cristal peut juste compenser le décalage de phase du processus de doublement de fréquence, ce qui entraîne une augmentation significative de la puissance,conduisant àoscillation de la courbe caractéristique de température dans la plage de température de 24,19℃ à 32,59℃. Pour illustrer davantage le problème, nous avons simulé l'efficacité de doublement de la température et de la fréquence des cristaux CPPLN avec différents cycles de service, et les résultats sont présentés dans la figure 6. On peut voir que lorsque le cycle de service du cristal polarisé présente un écart de 0,01 % , la courbe de relation entre la température et l'efficacité de doublement de fréquence montrera un changement très significatif : lorsque le cycle de service est de 49,61 %, la courbe est relativement plate et l'efficacité de doublement de fréquence du milieu et des deux ailes est proche ; lorsque le cycle de service devient plus petit, l'efficacité de doublement de fréquence de la partie centrale est améliorée et l'efficacité de doublement de fréquence des deux ailes est affaiblie ; lorsque le cycle de service devient plus grand, l'efficacité de doublement de fréquence de la partie centrale est affaiblie, et l'efficacité de doublement de fréquence des deux ailes est améliorée, et trois pics apparaissent à différentes positions. Lorsque le cycle de service est de 49,62 %, la tendance de la courbe est fondamentalement cohérente avec les résultats obtenus dans l'expérience, indiquant que le cycle de service du cristal CPPLN réellement traité devrait être légèrement supérieur au cycle de service conçu.

Figure 6.La relation entre la température et l'efficacité SHG du CPPLN avec différents cycles de service. (a)49,60 % ; (b) 49,61 % ; c) 49,62 % ; (d) 49,63 %