Étude sur l'efficacité et la robustesse en température du cristal PPLN gazouillé dans une expérience de doublement de fréquence à 1064 nm - 07

4.Résultat expérimental et analyse

4.2 Comparaison de robustesse en température entre CPPLN et LBO

En tant que matériau optique non linéaire relativement nouveau, le CPPLN possède un coefficient non linéaire élevé et une large bande passante de gain. Dans un avenir proche, il aura davantage d’applications dans les domaines de l’industrie et de la médecine. Avec la demande croissante de matériaux cristallins polarisés tels que le PPLN et le CPPLN, la technologie de polarisation des cristaux par champ électrique connaîtra également de nouvelles percées et la précision du traitement des cristaux polarisés continuera de s'améliorer. Lorsque la précision du traitement atteint un niveau inférieur à 1 nm, l'erreur de la période de polarisation sera également réduite à moins de 0,01 %, la structure du cristal CPPLN produit sera plus proche de la structure CPPLN conçue et l'effet de doublement de fréquence obtenu sera également être plus proche de l’effet conçu. Par conséquent, le caractère pratique du CPPLN continuera de s’améliorer à l’avenir grâce au développement continu de la technologie de polarisation du champ électrique.

Fig 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 %

La comparaison des points du laser vert produit par les deux cristaux est illustrée à la figure 7. Sur la figure 7, (a) à (d) sont les points de la lumière à double fréquence produite par CPPLN, correspondant à 21 ℃, 25 ℃, 29 ℃ et 33 ℃, respectivement, et (e) à (h) sont les points de la lumière à double fréquence produite par LBO, correspondant à 15 ℃, 19℃, 23℃ et 27℃, respectivement. L'image ponctuelle de CPPLN est traitée par MATLAB et le résultat est présenté dans la figure 8. On peut voir sur les figures 7 (a) à (d) et la figure 8 que le spot de CPPLN est une distribution gaussienne standard, et le changement La température n'a presque aucun effet sur la forme de la tache. La forme standard du point gaussien est maintenue dans la plage de 21 à 33 ℃. De (e) à (h) de la figure 7, on peut voir que la température a un effet significatif sur le LBO. Dans des conditions de 19 ℃, qui permettent d'obtenir l'efficacité de conversion de doublement de fréquence la plus élevée, la partie à haute énergie au milieu du spot est proche d'un cercle. Lorsque la température change, le point affichera un changement elliptique avec le changement de température. À 15 ℃ et 23 ℃, la tache s'est divisée, avec une tache lumineuse et une tache sombre. Lorsque la température atteint 33 ℃, le spot se divise même en trois spots. La raison pour laquelle le point est elliptique est que le LBO utilise l'adaptation de phase de température et que le cristal doublant la fréquence est long. Lorsque le laser de 532 nm traverse le LBO, il produira un effet de sortie important. CPPLN utilise une correspondance de quasi-phase. La lumière de fréquence fondamentale et la lumière de doublement de fréquence se propagent dans la même direction, et il n'y a pas d'effet de marche. La raison de la division du spot LBO est que lors du traitement du cristal, il peut y avoir une certaine erreur entre les deux axes du cristal et la direction de l'axe du cristal conçu, ce qui fait que la lumière de fréquence fondamentale adaptée n'est pas polarisée horizontalement comme souhaité dans la conception. Lorsque la température s'écarte de la température correspondante, l'effet de marche provoque la séparation de la lumière à polarisation horizontale, de la lumière à polarisation verticale et de la lumière à double fréquence de la lumière à fréquence fondamentale. Le CPPLN réalisé par la méthode de polarisation du champ électrique peut garantir que le meilleur effet double fréquence est obtenu lorsque la lumière de fréquence fondamentale est polarisée horizontalement, évitant ainsi le problème de division des points.

Fig 7. Comparaison du spot de sortie des expériences CPPLN et LBO SHG. (a)(b)(c)(d) Le point de sortie de

CPPLN à 21℃, 25℃, 29℃ et 33℃, respectivement ; (e)(f)(g)(h) Le point de sortie du LBO dans des conditions de 15℃, 19℃, 23℃ et 27℃, respectivement

Fig 8. Courbe d'ajustement de la distribution de l'intensité du spot de sortie CPPLN. (a) 21 ℃ ; (b) 25 ℃ ; (c) 29 ℃ ; (d) 33 ℃

5.Conclusion

Afin d'améliorer l'efficacité de génération et la stabilité de 532 nm, cet article présente le cristal CPPLN en tant que matériau non linéaire pour le doublement de fréquence, conçoit sa structure, étudie théoriquement et expérimentalement les performances de doublement de fréquence à 1 064 nm du cristal CPPLN conçu et le compare avec le plus LBO à cristal doublant de fréquence couramment utilisé. Le CPPLN conçu et fabriqué peut obtenir l'efficacité de conversion de doublement de fréquence la plus élevée sous 25℃. Dans des conditions d'entrée de 22,53 W de lumière continue de 1064 nm, 148 mW de lumière de 532 nm peuvent être obtenus. L'efficacité de conversion lumière-lumière est d'environ 0,66 %, soit 15,58 fois celle du LBO. La demi-largeur de la puissance lumineuse doublant la fréquence générée par CPPLN par rapport à la température peut atteindre 8,40.℃, ce qui est supérieur au LBO. Cependant, en raison de la précision du traitement, lorsque la température change, la puissance du CPPLN continuera d'osciller avec le changement de température. Le point de doublement de la fréquence de sortie est un point gaussien standard, qui n'est pratiquement pas affecté par les changements de température. Bien que la robustesse à la température attendue dans la conception ne puisse pas être pleinement obtenue en raison de la précision du traitement, on pense qu'avec l'amélioration du processus de production de cristaux polarisés à l'avenir, des cristaux CPPLN plus proches de la structure de conception seront obtenus, qui peuvent améliore efficacement la puissance de sortie du laser et la stabilité des lasers continus à semi-conducteurs de 532 nm et offre de larges perspectives d'application dans les domaines des lasers femtoseconde à saphir titane, des lasers à largeur de raie étroite, des lasers à faible bruit, etc. Dans le même temps, on espère également qu'il pourra fournir des références pour d'autres lasers à longueur d'onde en termes de moyens d'améliorer la robustesse en puissance et en température.