【原創(chuàng)】筱曉小課堂 | 1560nmPPLN波導(dǎo)倍頻演示系統(tǒng)

2024-11-28 15:48:40

　　光學(xué)倍頻在激光技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。它可以將紅外激光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢娂す?，或?qū)⒖梢娂す廪D(zhuǎn)變?yōu)椴ㄩL更短的激光，從而擴(kuò)展激光譜線覆蓋的范圍。為得到波長更短的激光，可以采用多級(jí)倍頻技術(shù)。目前已有許多種倍頻晶體，且可達(dá)到相當(dāng)高的倍頻轉(zhuǎn)換效率。

　　筱曉光子的非線性晶體可以實(shí)現(xiàn)和頻、差頻、倍頻等非線性過程，下面以1560nm的PPLN倍頻晶體為例，介紹該產(chǎn)品的原理及性能。

　　該晶體運(yùn)用了二階非線性效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)將1560nm的光轉(zhuǎn)換為780nm的光輸出，實(shí)現(xiàn)光學(xué)二倍頻。光學(xué)二倍頻，又稱光學(xué)二次諧波，是指一個(gè)頻率ω1的單色光入射到非線性介質(zhì)后，產(chǎn)生2ω1光波的現(xiàn)象。它是媒質(zhì)在基頻光波電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的二階非線性極化的一種表現(xiàn)。此外，該晶體是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，倍頻效率高，波導(dǎo)的輸入和輸入端都耦合了對(duì)應(yīng)波段的保偏跳線，方便用戶直接使用，無需手動(dòng)耦合。

　　PPLN倍頻晶體的使用光路圖

　　首先，選擇一款1560nm的DFB半導(dǎo)體激光器作為種子源，輸入到EDFA進(jìn)行光放大。放大完的基頻光作為PPLN晶體的泵浦源，從晶體的input端輸入，經(jīng)過PPLN后生成倍頻光780nm。在注入泵浦前首先需要確保PPLN的溫度控制器在正常工作，晶體已經(jīng)穩(wěn)定在設(shè)定溫度值了。

通過光譜儀測(cè)試輸出780nm的光譜成分，確認(rèn)倍頻過程，光譜圖如下：

　　通過調(diào)節(jié)EDFA的工作電流，我們測(cè)試了不同功率基頻光輸入下的倍頻光功率變化曲線，輸入功率越高，倍頻效率越高。

　　最后，我們分別測(cè)試了輸出倍頻光的功率穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性，驗(yàn)證了PPLN晶體的工作穩(wěn)定性。這兩個(gè)指標(biāo)還取決于EDFA和DFB的噪聲，需要噪聲較低的光源進(jìn)行測(cè)試。

　　注意事項(xiàng)：

　　波導(dǎo)需要做好散熱處理，建議將波導(dǎo)安裝在熱沉上，波導(dǎo)和熱沉的接觸面應(yīng)該涂覆導(dǎo)熱硅脂等導(dǎo)熱材料。建議環(huán)境工作溫度為10~30℃，如果不在該范圍內(nèi)，需要自行對(duì)熱沉做二次溫控，把熱沉的溫度設(shè)置為20℃左右。嚴(yán)禁在高于波導(dǎo)匹配溫度的環(huán)境下不加二次溫控運(yùn)行。

　　波導(dǎo)本體的匹配溫度必須在20~60℃范圍內(nèi)。

　　先開啟波導(dǎo)的溫控，等溫度穩(wěn)定再慢慢增加泵浦光。隨著泵浦功率增加，波導(dǎo)最佳匹配溫度會(huì)有微小偏移，此時(shí)細(xì)調(diào)波導(dǎo)溫度將倍頻光調(diào)制最大即可。