在非線性晶體的應(yīng)用中，三倍頻是一個(gè)重要的方向掌逛。將頻率提到為三倍的過程中师逸，可以得到那些較短的波段，但三次諧波應(yīng)用較難豆混，通過合理設(shè)計(jì)波長轉(zhuǎn)換篓像，倍頻以及和頻即可實(shí)現(xiàn)皿伺。
什么是非線性光學(xué)三倍頻？
三倍頻顧名思義鸵鸥，在光學(xué)中即是將原先的光波頻率變?yōu)槿兜旎瑥亩a(chǎn)生全新頻率的光波。這是一種非線性頻率轉(zhuǎn)換過程妒穴，可以由非線性晶體實(shí)現(xiàn)宋税。 對(duì)此，通過二次諧波（SHG）產(chǎn)生的倍頻可能更為人所知杰赛。倍頻依賴于二階非線性極化，與二階非線性系數(shù)x(2)息息相關(guān)矮台，產(chǎn)生另一個(gè)頻率為原始頻率兩倍的新光波淆攻。因此對(duì)于三倍頻來說，原則上同樣可以通過三階非線性系數(shù)x(3)直接產(chǎn)生三次諧波（THG）嘿架，但考慮到光學(xué)材料的三階非線性系數(shù)x(3)較小而相位匹配上也存在限制（除了在氣體中）瓶珊，直接實(shí)現(xiàn)三倍頻很困難耸彪。因此目前主要是通過級(jí)聯(lián)產(chǎn)生伞芹。
級(jí)聯(lián)三倍頻
在級(jí)聯(lián)的過程中，三倍頻首先通過一個(gè)倍頻晶體唱较，將輸入的泵浦光倍頻（SHG）扎唾，然后再將這兩個(gè)光波進(jìn)行和頻（SFG），即可得到輸入的三倍頻的光南缓，這里的兩個(gè)過程都是基于非線性晶體材料的二階非線性x(2)。下圖是一個(gè)典型的三倍頻裝置汉形。
當(dāng)使用Q開關(guān)或模鎖激光器所產(chǎn)生的脈沖時(shí)，可以輕松地使這一過程順利進(jìn)行概疆，但在連續(xù)光的情況下也可以實(shí)現(xiàn)逗威，例如通過諧振腔內(nèi)倍頻以及和頻生成】瘢總之，非線性晶體提供了一種產(chǎn)生大范圍波長的實(shí)用方案使套，而這些波長往往難以直接從激光源獲得罐呼。
Covesion公司提供優(yōu)質(zhì)的周期極化鈮酸鋰晶體材料（ppln），包括氧化鎂摻雜周期極化鈮酸鋰（MgO:PPLN 或 PPMgO:LN）塊體晶體和波導(dǎo)侦高。MgO:PPLN 可用于在 460nm – 5100nm 范圍內(nèi)進(jìn)行多種波長轉(zhuǎn)換弄贿。MgO:PPLN的準(zhǔn)相位匹配（QPM）光柵設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步擴(kuò)展矫膨，來獲得三階非線性效應(yīng)，例如三次諧波產(chǎn)生（THG）期奔，但是其效率在晶體中明顯是低于二階的侧馅。MgO:PPLN（1064nm + 532nm ->355nm）已經(jīng)證明可以產(chǎn)生有用的紫外光（可參考下方文獻(xiàn)）呐萌。對(duì)于三倍頻應(yīng)用中的倍頻以及和頻馁痴，Covesion也提供了豐富的波長選擇以及定制，滿足您實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)需求罗晕。
Jiaying Chen, Huaixi Chen, Xinkai Feng, Xinbin Zhang, and Wanguo Liang, "355?nm ultraviolet laser output based on a PPMgLN crystal," Appl. Opt. 62, 3380-3386 (2023)
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