《飛秒雷射誘導周期極化鈮酸鋰波導結構及其倍頻特性》是依託天津理工大學，由張雙根擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：飛秒雷射誘導周期極化鈮酸鋰波導結構及其倍頻特性
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張雙根
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於鈮酸鋰晶體具有高非線性、電光係數大、透光範圍寬等優異特性，使得鈮酸鋰波導和體材料光子學器件被廣泛套用於光通信和集成光學領域中。飛秒雷射誘導鈮酸鋰波導結構，無需掩模、光刻以及複雜化學處理等工藝過程，被認為是一種新興、高效的波導製備技術。而波導器件的實用化目標，急需克服目前波導結構對稱性低、損耗大、傳輸模式不理想的瓶頸。我們提出一個全新的器件結構方案，採用緊聚焦飛秒雷射誘導周期極化鈮酸鋰（PPLN）波導結構，並將波導器件套用于波導倍頻光源。理論上確定波導製備參量與其性能之間的定量關係；研究飛秒波導倍頻的特點，確定基頻和倍頻脈衝的時域和頻域特性以及轉化效率的影響因素。實驗上掌握波導製備工藝，在PPLN晶體中製備出1550 nm光通信波段、傳輸損耗小(約0.5 dB/cm)、與光纖的耦合損耗低(約0.3 dB/端面)、單模運轉的高性能掩埋式波導，並實現飛秒PPLN微結構波導倍頻雷射輸出。
結題摘要
圍繞雷射與透明晶體材料的非線性相互作用效應，從雷射誘導鈮酸鋰晶體波導結構的特點、形貌表征以及性能測試分析等方面展開研究，並開展了飛秒微結構波導器件的倍頻特性研究，取得了一些創新性成果。1.獲得了飛秒雷射脈衝與鈮酸鋰晶體相互作用時自由電子密度的演化特性；2. 採用分步傅立葉方法對修正的非線性薛丁格方程進行了數值求解，獲得了飛秒雷射脈衝在鈮酸鋰晶體中傳輸的時空演化，研究了SF效應對倍頻過程的影響；3.研究了寬頻微結構波導倍頻的特點，分析了倍頻轉換效率的影響因素；4.將鉺鐿共摻光纖雷射系統對PPLN晶體進行倍頻，研究了系統溫度及波長調諧特性；5. 將全正色散鎖模光纖光源結合與周期極化磷酸氧鈦鉀微結構波導結合，研究了系統溫度及波長調諧特性；6. 基於多周期摻鎂鈮酸鋰晶體的級聯非線性效應，研究了飛秒脈衝的級聯三次諧波產生，獲得的譜寬大於目前報導的同類實驗結果。
