PPLN晶體最普遍的用途之一是光參量振蕩器（OPO），也是用于倍頻的最有效晶體之一仅醇。
光參量振蕩器
ppln 晶體最普遍的應(yīng)用之一是光學(xué)參量振蕩（OPO）冗美。一個OPO的示意圖如圖所示：
通常使用一個1064nm的泵浦激光器，可以產(chǎn)生波長長于泵浦光的信號光和閑置光析二。確切的波長由兩個因素決定：能量轉(zhuǎn)換和相位匹
配粉洼。能量轉(zhuǎn)換要求一個信號光子和一個閑置光子的能量和必須等于一個泵浦光子的能量。因此可以產(chǎn)生的光子組合是無限多的叶摄。然而會
產(chǎn)生的有效組合是符合鈮酸鋰極化周期產(chǎn)生準相位匹配條件的組合属韧。因此準相位匹配的波長組合稱為運行波長，這種組合是通過改變
PPLN溫度或利用具有不同極化周期的PPLN來改變的准谚。Nd:YaG泵浦的基于PPLN的OPO可有效地產(chǎn)生波長在1.3um和5um之間的可調(diào)
光挫剑，甚至可產(chǎn)生更長波長的光，但效率較低柱衔。用脈沖或連續(xù)光泵浦樊破，PPLN的OPO可產(chǎn)生幾瓦的輸出功率愉棱。
二次諧波產(chǎn)生：
PPLN是用于倍頻的最有效晶體之一，尤其是能高效產(chǎn)生綠光和紅光哲戚。PPLN一直用于倍頻脈沖光1064nm奔滑，單次通過的脈沖系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換
效率高達80%。在連續(xù)光系統(tǒng)中顺少，腔內(nèi)倍頻效率已實現(xiàn)超過50%朋其。
如何使用PPLN
晶體長度：
當(dāng)選擇一種晶體時，晶體長度是一個重要因素脆炎。對于窄帶連續(xù)光源梅猿，我們的20mm到40mm的較長晶體長度將提供更高的效率。然
而秒裕，對于脈沖光源袱蚓，長晶體對激光帶寬和脈沖寬度敏感性增加，會具有負面效應(yīng)几蜻。對于納秒脈沖喇潘，通常推薦10mm長度，而較短的
0.5mm到1mm長度則適用于飛秒脈沖系統(tǒng)梭稚。
極化：
為了利用鈮酸鋰的最高非線性系數(shù)颖低，輸入光應(yīng)該是e偏振的，即偏振態(tài)必須與晶體偶極矩匹配弧烤。通過使光的偏振軸與晶體的厚度方向平
行可實現(xiàn)這一點忱屑。這可用于所有非線性相互作用。
產(chǎn)生二次諧波需要z軸平行于偏振方向
聚焦和光學(xué)布局：
由于PPLN是一種非線性材料扼褪，當(dāng)晶體中光子的強度最大時想幻，將獲得從輸入光子到產(chǎn)生光子的最高轉(zhuǎn)換效率。這通常是通過晶體的端面
入射话浇，將聚焦的光耦合到PPLN晶體的中心來完成的脏毯。對于一種特定的激光和晶體，存在一種最佳的光斑尺寸來實現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)換效率幔崖。
如果光斑尺寸過小食店，束腰的強度就會較高，但銳利長度比晶體短的多赏寇。相反吉嫩，在晶體輸入端的光束尺寸過大，將導(dǎo)致在整個晶體長度上
平均強度降低嗅定，就會降低轉(zhuǎn)換效率自娩。一個好的經(jīng)驗法則是對于具有高斯光束分布的連續(xù)激光弧哎，光斑尺寸應(yīng)選擇在瑞利長度為晶體長度一
半時的大小惕虑，光斑尺寸可減小一定的量块仆，知道獲得最高效率徙歼。POPLN具有高的折射率，在每個未鍍膜的面上導(dǎo)致14%的菲涅爾損耗姊扔。
為了增加晶體的透過率惠奸，晶體的輸入和輸出端面鍍了增透膜，從而將每個面的反射率降到1%以下恰梢。
溫度和周期：
一個PPLN晶體的極化周期是由使用光的波長決定的佛南。準相位匹配波長可通過改變晶體的溫度來稍微調(diào)節(jié)。
每種晶體都包括多種不同的極化周期嵌言，這些極化周期可在給定的晶體溫度下使用不同的輸入波長嗅回。轉(zhuǎn)換效率與溫度的廣西符合一個
sinc2函數(shù)，描述晶體的溫度接受帶寬呀页。晶體越長妈拌，接受帶寬越窄，對溫度越敏感蓬蝶。在多數(shù)情況下猜惋，非線性相互作用的效率對溫度的敏
感性在幾個攝氏度以內(nèi)丸氛。
20mm長MgO：PPLN晶體
1064nm泵浦SHG強度與溫度的關(guān)系
通過將晶體加熱到比計算溫度稍高的溫度，例如高10度著摔，然后使晶體冷卻缓窜，同時檢測產(chǎn)生波長的輸出功率，可確定最佳溫度谍咆。
MgO:PPLN與無摻雜的PPLN比較
無摻雜的PPLN通常在100到200攝氏度之間的溫度工作禾锤，以減小光折變效應(yīng)，光折變效應(yīng)可損傷晶體摹察，引起輸出光束變形恩掷。在光譜的
可見光部分出現(xiàn)較高能量時，光折變效應(yīng)在PPLN中是更嚴重的供嚎。因此黄娘，僅在推薦的溫度范圍內(nèi)使用晶體尤其重要。
在鈮酸鋰中加入5%的MgO顯著增加晶體的光學(xué)損傷和光折變閾值克滴，而又保留晶體高的非線性系數(shù)逼争。MgO：PPLN具有較高的損傷閾
值，適合于高功率應(yīng)用劝赔。它也可在從室溫到200攝氏度的溫度下操作誓焦，顯著地提高了晶體的波長調(diào)節(jié)能力。在某些特殊情況下着帽，
MgO：PPLN可在室溫下操作杂伟，而且不需要溫度控制移层。
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