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      雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的研究進(jìn)展及應(yīng)用

      2014-02-02 14:36:33田金榮劉京徽宋晏蓉張新平
      中國(guó)光學(xué) 2014年5期
      關(guān)鍵詞:差頻參量赫茲

      田金榮,劉京徽,宋晏蓉,張新平

      (北京工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)理學(xué)院,北京100124)

      雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的研究進(jìn)展及應(yīng)用

      田金榮*,劉京徽,宋晏蓉,張新平

      (北京工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)理學(xué)院,北京100124)

      雙波長(zhǎng)光參量振蕩器是一類(lèi)非常新穎的激光器件。本文闡述了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的工作原理,并總結(jié)了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的研究進(jìn)展,探討了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器發(fā)展中存在的技術(shù)問(wèn)題,介紹了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的應(yīng)用。

      光參量振蕩器;雙波長(zhǎng)

      1 引言

      超短脈沖激光在物理、材料、化學(xué)、生物信息等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于其極短的時(shí)間特性,成為人們?cè)跇O短時(shí)間范圍“時(shí)間”范疇上取得新發(fā)現(xiàn)的重要手段。但是對(duì)于很多領(lǐng)域來(lái)說(shuō),單波長(zhǎng)超短脈沖激光的作用具有局限性,如某些超快泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)[1]就需要雙波長(zhǎng)超短脈沖來(lái)完成,一束激光用來(lái)激發(fā)研究對(duì)象,另一束波長(zhǎng)不同的激光用來(lái)探測(cè)研究對(duì)象被激發(fā)后的行為。雙波長(zhǎng)超短脈沖擁有超短脈沖所有的優(yōu)勢(shì),并且有兩個(gè)不同波長(zhǎng),使其成為眾多研究領(lǐng)域的重要工具。例如利用雙波長(zhǎng)超短脈沖的差頻,可以產(chǎn)生中紅外[2]乃至THz波段的電磁輻射[3];利用雙波長(zhǎng)超短脈沖的相干合成有望合成周期直至阿秒量級(jí)的超短脈沖[4];利用兩束超短脈沖激光的共同作用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原子、分子的相干控制[5];在量子密碼通訊中需要的糾纏態(tài)也可以由雙波長(zhǎng)的超短脈沖激光獲得[6]。由此可見(jiàn),對(duì)雙波長(zhǎng)超短脈沖激光進(jìn)行研究,不僅是激光技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),并能夠持續(xù)不斷地推動(dòng)多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

      雙波長(zhǎng)超短脈沖激光已經(jīng)在多個(gè)固體激光系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),如鈦藍(lán)寶石[7-8],鈦藍(lán)寶石/鎂橄欖石系統(tǒng)[9]等。但受到固體激光材料增益區(qū)間的限制,所產(chǎn)生的激光波段有限,因此大范圍可調(diào)諧的光參量振蕩器(OPO)[10-11]引人矚目。OPO天然具有兩個(gè)波長(zhǎng)的輸出,即信號(hào)光和閑頻光,可稱(chēng)為廣義上的雙波長(zhǎng)輸出。但信號(hào)光和閑頻光的波長(zhǎng)和功率往往相差很大,不利于應(yīng)用。一些研究者在進(jìn)行可調(diào)諧光參量振蕩器實(shí)驗(yàn)中,觀(guān)察到OPO出現(xiàn)了兩個(gè)信號(hào)光振蕩的現(xiàn)象(與之對(duì)應(yīng)也會(huì)有兩個(gè)閑頻光振蕩),即雙信號(hào)光輸出的OPO,可稱(chēng)為狹義的雙波長(zhǎng)OPO。

      OPO輸出的雙波長(zhǎng)激光與固體激光器所產(chǎn)生雙波長(zhǎng)激光是不同的。固體激光所產(chǎn)生的雙波長(zhǎng)激光盡管同步精度很高,但其相位并未鎖定。在光頻標(biāo)、相干合成等領(lǐng)域應(yīng)用時(shí),尚需利用復(fù)雜的光路對(duì)其相位進(jìn)行鎖定。OPO所產(chǎn)生的雙波長(zhǎng)激光由于來(lái)自同一束泵浦光,相位是同步的。又由于兩束光都滿(mǎn)足相位匹配關(guān)系,因此相位是一致的。由此可見(jiàn)雙波長(zhǎng)的OPO具有天然的優(yōu)勢(shì),已成為非線(xiàn)性光學(xué)中一類(lèi)非常新穎的激光器件。本文將介紹雙波長(zhǎng)OPO的工作原理、研究進(jìn)展和相關(guān)應(yīng)用。

      2 雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的工作原理及研究進(jìn)展

      實(shí)現(xiàn)OPO的雙波長(zhǎng)輸出需要兩個(gè)條件:(1)兩個(gè)信號(hào)光都要滿(mǎn)足相位匹配關(guān)系;(2)兩個(gè)信號(hào)光在OPO內(nèi)的參量增益要大于損耗。而根據(jù)相位匹配理論,采用雙折射相位匹配的非線(xiàn)性晶體難以同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)條件。因此,人們通常采用兩塊晶體來(lái)實(shí)現(xiàn)。如2003年,Gunnar Rustad等人在ZGP-OPO實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到了雙波長(zhǎng)現(xiàn)象,并進(jìn)行了8~11μm范圍的調(diào)諧操作[12]。2004年,日本東北大學(xué)T.Taniuchi等人通過(guò)在OPO腔內(nèi)泵浦兩個(gè)KTP晶體獲得了可調(diào)諧雙波長(zhǎng)輸出。該OPO輸出波長(zhǎng)依賴(lài)于調(diào)節(jié)KTP角度,但由于高反射損失和非線(xiàn)性系數(shù)小,從而預(yù)期閾值高,使OPO運(yùn)行限制在低重復(fù)頻率[13]。2006年,日本東北大學(xué)K.Suizu等人組建了腔內(nèi)具有兩塊KTP晶體的光參量振蕩器[14],實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)輸出。2010年,中國(guó)山東大學(xué)J.F.Yang等人[15]首次實(shí)現(xiàn)了在腔內(nèi)泵浦一塊KTA晶體,輸出雙波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn),其輸出信號(hào)光波長(zhǎng)分別為1.7μm和1.9μm。2012年,日本Takashi Notake等人腔內(nèi)放置兩塊切割角不同的BBO晶體組成OPO(圖1)[3],使兩個(gè)信號(hào)光分別滿(mǎn)足BBO1和BBO2的相位匹配,實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)輸出。

      周期極化晶體的出現(xiàn)改變了雙波長(zhǎng)OPO采用兩個(gè)晶體的狀況。人們可以在一塊晶體上制作不同的周期,或者使相位在一定長(zhǎng)度反轉(zhuǎn),使兩個(gè)信號(hào)光滿(mǎn)足不同的相位匹配關(guān)系。2010年,天津大學(xué)姚建銓院士研究組采用相位反轉(zhuǎn)PPMgLN晶體實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)OPO輸出[16],如圖2所示。兩信號(hào)光滿(mǎn)足的相位匹配關(guān)系為:

      對(duì)鎖模的光參量振蕩器來(lái)說(shuō),由于其泵浦光為鎖模激光,因此參量光需要與泵浦光實(shí)現(xiàn)同步,稱(chēng)之為同步泵浦光參量振蕩器(SPOPO)。在同步泵浦光參量振蕩器中,同步與相位匹配的共同作用會(huì)產(chǎn)生雙波長(zhǎng)輸出。2006年,英國(guó)赫瑞瓦特大學(xué)孫敬華等人在同步泵浦MgO∶PPLN-OPO中觀(guān)察到了雙波長(zhǎng)的現(xiàn)象[17]。圖3(a)為其激光裝置,其中GTI為提供負(fù)色散的啁啾鏡,圖3(b)為光譜。輸出光譜的波長(zhǎng)集中在1.22和1.33μm左右,波長(zhǎng)調(diào)諧范圍不到10 nm。他們認(rèn)為在色散的作用下,1.22和1.33μm的信號(hào)光在腔內(nèi)延時(shí)相等,因此出現(xiàn)雙波長(zhǎng)現(xiàn)象。2007年,意大利帕維亞大學(xué)Luca Tartara在皮秒激光泵浦的環(huán)形腔同步泵浦PPLN-OPO中也觀(guān)察到了雙波長(zhǎng)現(xiàn)象[18],兩個(gè)波長(zhǎng)間距大約40 nm,通過(guò)PPLN溫度調(diào)諧范圍從1500~1700 nm。同年,天津大學(xué)姚建銓研究組采用同一個(gè)OPO腔內(nèi)泵浦多光柵PPLN晶體和單光柵MgO∶PPLN晶體,首次實(shí)現(xiàn)了在準(zhǔn)相位匹配條件下的高重復(fù)頻率50 kHz雙波長(zhǎng)輸出,產(chǎn)生1.5μm輸出波段的雙信號(hào)波長(zhǎng)。通過(guò)調(diào)整溫度和晶體的光柵周期,波長(zhǎng)的間隔可從2.5 nm調(diào)節(jié)到69.1 nm[19],如圖4所示。

      2011年,西班牙光子科學(xué)研究所G.K.Samanta等人通過(guò)在一個(gè)四鏡環(huán)形腔泵浦兩個(gè)30 mm長(zhǎng)的MgO∶PPLT晶體,得到雙波長(zhǎng)輸出[20]。圖5(a)為其激光裝置;圖5(b)為不同溫度下的雙波長(zhǎng)輸出功率歸一化曲線(xiàn)。

      該裝置優(yōu)勢(shì)在于降低閾值,提高信號(hào)光輸出功率,同時(shí)減少源于泵浦源吸收的熱效應(yīng)。通過(guò)調(diào)節(jié)晶體溫度,可得到在850~1 430 nm范圍內(nèi)的雙波長(zhǎng)輸出。

      2011年,德國(guó)斯圖加特大學(xué)Robin Hegenbarth等人通過(guò)設(shè)計(jì)啁啾鏡,對(duì)腔內(nèi)的色散進(jìn)行控制,可以使兩個(gè)波長(zhǎng)的延時(shí)相等,從而獲得雙波長(zhǎng)輸出[21]。圖6顯示了其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。兩個(gè)波長(zhǎng)的中心位于1 566和1 809 nm附近,可調(diào)諧范圍很小。

      2012年,中國(guó)科學(xué)院物理研究所魏志義研究組在未特別進(jìn)行色散控制的同步泵浦PPLN-OPO內(nèi)觀(guān)察到了雙波長(zhǎng)現(xiàn)象[22],波長(zhǎng)調(diào)諧范圍約為50 nm,兩個(gè)波長(zhǎng)的平均值在1 100 nm左右(如圖7所示)。他們認(rèn)為雙波長(zhǎng)振蕩不完全決定于凈零色散,兩個(gè)信號(hào)光之間相位匹配與群速失配的平衡更為重要。

      從雙波長(zhǎng)的OPO發(fā)展來(lái)看,雖然在多個(gè)同步泵浦OPO中觀(guān)察到了雙波長(zhǎng)振蕩現(xiàn)象并在某種程度上實(shí)現(xiàn)了調(diào)諧,但調(diào)諧范圍都較為有限。Luca Tartara等人的調(diào)諧范圍雖然大,但是兩個(gè)波長(zhǎng)之間的間距是固定的,如果進(jìn)行差頻所獲得的波段有限。Robin Hegenbarth等人對(duì)色散設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)輸出是一個(gè)有效的控制方案,但啁啾鏡的設(shè)計(jì)與加工是一個(gè)比較復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,并且理想的色散曲線(xiàn)在實(shí)際啁啾鏡制作中不一定能完全實(shí)現(xiàn),所以對(duì)實(shí)驗(yàn)效果有一定的影響。另外還有一個(gè)重要的物理問(wèn)題尚未解決,即在雙波長(zhǎng)輸出過(guò)程中到底是零色散還是相位匹配的群速失配平衡起了主要作用,尚不明確。因此還有一些物理及技術(shù)問(wèn)題有待在雙波長(zhǎng)OPO的發(fā)展過(guò)程中解決。

      3 雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的應(yīng)用

      目前,雙波長(zhǎng)光參量振蕩器已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展,并在一些重要領(lǐng)域開(kāi)始展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。雙波長(zhǎng)光參量振蕩器在紅外區(qū)域輸出的可調(diào)諧雙波長(zhǎng)激光,可用于物質(zhì)或組分的差分吸收激光雷達(dá)測(cè)量。1997年,英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室M.J.T. Milton等人利用鈮酸鋰晶體實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)光參量振蕩輸出,兩個(gè)波長(zhǎng)的間距為90 nm。他們利用此光源對(duì)空氣中的甲烷進(jìn)行了遠(yuǎn)程差分吸收激光雷達(dá)測(cè)量[23],成功獲取了甲烷的濃度。1998年,A. R.Geiger等人以MgO∶LiNbO3與KTA晶體組成OPO,在2~5μm實(shí)現(xiàn)了多波長(zhǎng)輸出,該系統(tǒng)可用于空氣中甲烷的檢測(cè)[24]。2000年,E V Degtiarev等人利用兩塊傾斜放置的KTA晶體組成體積小巧的OPO,在3.30~3.47μm實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)輸出,并利用該激光器對(duì)汽油和甲醇溶劑進(jìn)行了近程差分吸收激光雷達(dá)測(cè)量[25]。可以認(rèn)為,由于雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的波段及波長(zhǎng)間距可調(diào),對(duì)更多的物質(zhì)或組分進(jìn)行差分吸收激光雷達(dá)測(cè)量是很有可能的。

      雙波長(zhǎng)光參量振蕩器最主要的應(yīng)用在于差頻。目前中遠(yuǎn)紅外及太赫茲波段是激光波段很難覆蓋的,差頻方法恰好彌補(bǔ)了這個(gè)不足。雙波長(zhǎng)參量振蕩光的波段和波長(zhǎng)間距靈活可調(diào),因此在多種非線(xiàn)性晶體內(nèi)實(shí)現(xiàn)差頻可獲得大范圍可調(diào)諧的中遠(yuǎn)紅外及太赫茲[26]輸出。2000年,日本光動(dòng)力學(xué)研究中心Kodo Kawase等人以雙周期PPLN(29.3μm及29.5μm)為非線(xiàn)性晶體組建光參量振蕩器,獲得了波長(zhǎng)分別為1.529和1.546μm的雙波長(zhǎng)輸出。將兩束激光聚焦至DAST晶體進(jìn)行差頻,獲得了波長(zhǎng)為139μm的太赫茲波輸出。通過(guò)溫度調(diào)諧可以使光參量振蕩器的信號(hào)光波長(zhǎng)間隔在15~20 nm之間變化,通過(guò)DAST晶體差頻可以獲得調(diào)諧范圍在120~160μm的太赫茲輻射[27]。如再對(duì)晶體的周期進(jìn)行改進(jìn),則可望將太赫茲輻射的調(diào)諧范圍擴(kuò)展至100~700μm。2004年,T Taniuchi等人通過(guò)泵浦兩塊KTP晶體的雙波長(zhǎng)光參量振蕩器作為產(chǎn)生THz波的光源[13],實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧THz波的輸出。由于KTP晶體的損傷閾值高,并且波長(zhǎng)調(diào)諧范圍大、轉(zhuǎn)換效率高,因此腔內(nèi)放置兩塊KTP晶體的雙波長(zhǎng)光參量振蕩器,已經(jīng)成為產(chǎn)生太赫茲輻射的重要光源。2006年,天津大學(xué)姚建銓研究組在利用兩塊不同周期的PPLN晶體組成OPO,在1.5μm左右獲得雙波長(zhǎng)輸出,波長(zhǎng)間距在2.5~69.1 nm,可產(chǎn)生0.3~8.9 THz的太赫茲輸出[28];并在理論上研究了采用PPKTP晶體獲得雙波長(zhǎng)OPO輸出,并差頻獲得THz輸出的可行性[29];2010年,該組利用兩個(gè)KTP晶體組成OPO,在2.128μm實(shí)現(xiàn)了雙波長(zhǎng)輸出,在GaSe晶體中通過(guò)差頻產(chǎn)生在0.186~3.7 THz波段獲得了高功率輸出[30];2013年,該組利用類(lèi)似的雙波長(zhǎng)OPO光源在準(zhǔn)相位匹配GaAs晶體中差頻獲得了范圍在0.06~3.34 THz的可調(diào)諧相干太赫茲輻射[31]。2007年,美國(guó)斯坦福大學(xué)Fejer課題組以PPLN為非線(xiàn)性晶體組建同步泵浦光參量振蕩器,采用雙諧振方式獲得2 107 nm及2 150 nm的脈沖激光,并采用準(zhǔn)相位匹配GaAs晶體在腔內(nèi)差頻獲得2.8 THz的脈沖輸出[32]。2012年, Takashi Notake等人利用BBO晶體取代KTP晶體組建了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器。以調(diào)Q激光器為泵浦,獲得了波長(zhǎng)調(diào)諧分別為0.8~1.3μm和1.2~1.6μm的雙波長(zhǎng)輸出。并利用這兩個(gè)波長(zhǎng)在有機(jī)非線(xiàn)性晶體DAST及BNA內(nèi)進(jìn)行差頻獲得了1~30 THz的脈沖輸出[3]。采用OPO輸出的激光進(jìn)行差頻也可以獲得寬波段調(diào)諧的中紅外激光[33]。1998年,K SAbedin等人采用基于LiN-bO3晶體的光參量振蕩器輸出的信號(hào)光和閑頻光在AgGaSe2晶體內(nèi)進(jìn)行差頻,獲得了調(diào)諧范圍在5~18μm的中紅外激光輸出[34]。1999年,Sajjad Haidar等人利用基于LiNbO3的光參量振蕩器輸出的信號(hào)光和閑頻光在AgGaS2晶體內(nèi)進(jìn)行差頻,獲得了調(diào)諧范圍為5~12μm的中紅外激光輸出[35]。2012年,Robin Hegenbarth以MgO∶PPLN為非線(xiàn)性晶體組建同步泵浦光參量振蕩器,分別在1 563~1 621 nm,1 795~1 859 nm波段獲得了雙波長(zhǎng)輸出,并利用此光源在GaSe內(nèi)進(jìn)行差頻獲得了10.5~16.5μm的中紅外飛秒激光輸出[36]。

      鎖模的雙波長(zhǎng)光參量振蕩器在光頻標(biāo)及光學(xué)合成方面也有一定的應(yīng)用。由于鎖模的光參量振蕩器輸出的兩個(gè)波長(zhǎng)來(lái)自于同一個(gè)泵浦光,因此是同步的。同時(shí)由于獲得光參量振蕩需要與同一個(gè)泵浦光滿(mǎn)足相位匹配關(guān)系,因此兩個(gè)波長(zhǎng)相位一致,省略了相位控制的調(diào)節(jié)。文獻(xiàn)[17]已在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的這種優(yōu)勢(shì)。通過(guò)這兩個(gè)波長(zhǎng)之間的差頻可以獲得相位穩(wěn)定的頻率梳。同時(shí)這兩個(gè)波長(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)合成,從而為合成更短的脈沖創(chuàng)造條件。文獻(xiàn)[4]已在實(shí)驗(yàn)上對(duì)光參量放大器產(chǎn)生的雙波長(zhǎng)激光進(jìn)行光學(xué)合成,最終合成0.8個(gè)振蕩周期的超短脈沖。光參量振蕩器在相位關(guān)系上與光參量放大器是一致的,因此最終進(jìn)行光學(xué)合成也是可能的。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      本文介紹了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器的工作原理及光參量振蕩器在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)輸出的手段,包括采用雙非線(xiàn)性晶體,或者利用色散控制,溫度控制實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)輸出,同時(shí)分析了各種方法的優(yōu)勢(shì)與不足。對(duì)雙波長(zhǎng)光參量振蕩器發(fā)展中存在的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了討論。并介紹了雙波長(zhǎng)光參量振蕩器在差分吸收測(cè)量、中紅外激光及太赫茲輻射的產(chǎn)生、光頻標(biāo)及光學(xué)合成方面的應(yīng)用。說(shuō)明雙波長(zhǎng)光參量振蕩器是一種具有重要研究?jī)r(jià)值的新型非線(xiàn)性光學(xué)器件。

      縱觀(guān)近十幾年的發(fā)展,雙波長(zhǎng)光參量振蕩器無(wú)論是在波長(zhǎng)調(diào)諧、脈沖寬度及其應(yīng)用方面都有顯著的進(jìn)步。這不僅得益于優(yōu)良的非線(xiàn)性晶體的出現(xiàn),也得益于啁啾鏡等光學(xué)元件性能的提高。但是在發(fā)展過(guò)程中,光參量振蕩器的調(diào)諧范圍、調(diào)節(jié)方式及其應(yīng)用方面都還有很大的發(fā)展空間,雙波長(zhǎng)輸出的物理機(jī)制也有待深入的研究。我們相信隨著非線(xiàn)性晶體和光學(xué)元器件性能的提高,雙波長(zhǎng)光參量振蕩器也會(huì)在波長(zhǎng)調(diào)諧范圍、光譜寬度、脈沖寬度、平均功率、峰值功率等方面得到提高,并在光學(xué)差頻、光頻標(biāo)、光學(xué)合成等方面得到更為廣泛的應(yīng)用。

      [1]GALE G M,GALLOTG,HACHE F,et al..Femtosecond dynamics of hydrogen bonds in liquid water:a real time study[J].Phys.Reυ.Lett.,1999,82(5):1068-1071.

      [2]BARROSM R,MIRANDA R S,JEDJU TM,et al..High-repetition-rate femtosecond mid-infrared pulse generation[J]. Opt.Lett.,1995,20(5):480-482.

      [3]NOTAKE T,NAWATA K,KAWAMATA H,etal..Developmentof an ultra-widely tunable DFG THz sourcewith switching between organic nonlinear crystals pumped with a dualwavelength BBO optical parametric oscillator[J].Opt.Express,2012,20(23):25850-25857.

      [4]HUANG SW,CIRMIG,MOSES J,et al..High-energy pulse synthesis with sub-cycle waveform control for strong-field physics[J].Nat.Photonics,2011,5:475-479.

      [5]ASSION A,BAUMERT T,BERGTM,et al..Control of chemical reactions by feedback-optimized phase-shaped femtosecond laser pulses[J].Science,1998,282(5390):919-922.

      [6]YANG T,ZHANG Q,CHEN T Y,et al..Experimental synchronization of independent entangled photon sources[J]. Phys.Reυ.Lett.,2006,96:110501.

      [7]ZHANG ZG,YAGIT.Dual-wavelength synchronous operation of amode-locked Ti:sapphire laser based on self-spectrum splitting[J].Opt.Lett.,1993,18(24):2126-2128.

      [8]TIAN JR,WEIZ Y,WANG P,et al..Independently tunable 1.3 W femtosecond Ti:sapphire lasers passively synchronized with attosecond timing jitter and ultrahigh robustness[J].Opt.Lett.,2005,30(16):2161-2163.

      [9]WEIZ,KABOYASHIY,TORIZUKA K.Passive synchronization between femtosecond Ti:sapphire and Cr:forsterite lasers[J].Appl.Phys.B,2002,74(Suppl.):S171-S176.

      [10]DUNN M H,EBRAHIMZADEH M.Parametric generation of tunable light from continuous-wave to femtosecond pulses[J].Science,1999,286:1513-1517.

      [11]蘇輝,李志平,段延敏,等.基于摻鎂周期極化鈮酸鋰晶體的內(nèi)腔單共振連續(xù)可調(diào)諧光參量振蕩器[J].光學(xué)精密工程,2013,21(6):1404-1409. SU H,LIZH P,DUAN Y M,et al..Intra-cavity singly resonant optical parametric oscillator based on magnesium-doped periodically poled lithium niobate[J].Opt.Precision Eng.,2013,21(6):1404-1409.(in Chinese)

      [12]RUSTAD G,NICOLASS,LIPPERT E,et al..Tuning and dualwavelength operation of a ZGPOPO in the 8~11 micron range[J].OSA Trends in Optics and Photonics,2003:333-338.

      [13]TANIUCHIT,OKADA S,NAKANISHIH.Widely tunable terahertz-wave generation in an organic crystaland its spectroscopic application[J].J.Appl.Phys.,2004,95(11):5984-5988.

      [14]SUIZU K,NAWAHARA A,YAMASHITA T,et al..Random frequency accessible broad tunable THz-wave source using phase-matched DAST crystal DFG[J].SPIE,2006,61030:61030A.

      [15]YANG JF,LIU SD,HE JL,et al..Tunable simultaneous dual-wavelength laser at1.9 and 1.7μm based on KTiOAsO4optical parametric oscillator[J].Laser Phys.Lett.,2011,8(1):28-31.

      [16]JIF,LU R S,LIB S,et al..High-average-power,high-repetition-rate dual signal optical parametric oscillator based on PPMgLN[J].Chin.Opt.Lett.,2010,8(5):505-507.

      [17]SUN JH,GALE B J,REIDD T.Dual-color operation ofa femtosecond optical parametric oscillator exhibiting stable relative carrier-envelope phase-slip frequencies[J].Opt.Lett.,2006,31(13):2021-2023.

      [18]TARTARA L.Simple and versatile dual-signal wave optical parametric oscillator[J].Opt.Lett.,2007,32(9):1105-1107.

      [19]ZHANG T L,YAO JQ,ZHU X Y,etal..Widely tunable,high-repetition-rate,dual signal-wave optical parametric oscillator by using two periodically poled crystals[J].Opt.Commun.,2007,272(1):111-115.

      [20]SAMANTA G K,EBRAHIM-ZADEH M.Dual-wavelength,two-crystal,continuous-wave optical parametric oscillator[J].Opt.Lett.,2011,36(16):3033-3035.

      [21]HEGENBARTH R,STEINMANN A,TOTH G,etal..Two-color femtosecond optical parametric oscillatorwith 1.7W output pumped by a 7.4W Yb:KGW laser[J].J.Opt.Soc.Am.B,2011,28(5):1344-1352.

      [22]XU L,ZHONG X,ZHU J F,et al..Efficient femtosecond optical parametric oscillator with dual-wavelength operation[J].Opt.Lett.,2012,37(9):1436-1438.

      [23]MILTON M JT,GARDINER T D,MOLERO F,et al..Injection-seeded optical parametric oscillator for range-resolved DIALmeasurements of atmospheric methane[J].Opt.Commun.,1997,142:153-160.

      [24]GEIGER A R,DEGTIAREV E V,FARR W H,et al..Mid-infrared multiwavelength source for lidar applications[J]. SPIE,1998,3380:63-69.

      [25]DEGTIAREV E V,GEIGER A R,RICHMOND R D.Compact dual wavelength 3.30-3.47-μm DIAL lidar[J].SPIE, 2000,4036:229-235.

      [26]葉全意,楊春.光子學(xué)太赫茲源研究進(jìn)展[J].中國(guó)光學(xué),2013,5(1):1-11. YE Q Y,YANG CH.Recentprogress in THz sources based on photonicsmethods[J].Chinese Optics,2013,5(1):1-11.(in Chinese)

      [27]KAWASE K,HATANAKA T,TAKAHASHIH,et al..Tunable terahertz-wave generation from DAST crystal by dual signal-wave parametric oscillation of periodically poled lithium niobate[J].Opt.Lett.,2000,25(23):1714-1716.

      [28]ZHANG T L,ZHU X Y,ZHAO P,etal..Widely tunable,dual-signal-wave optical parametric oscillator for terahertz generation by using two periodically poled crystals[C].Infrared MillimeterWaves and 14th International Conference on Teraherz Electronics,Shanghai,China,18-22 Sept.2006.

      [29]WANG Z,SUN B,WANG Y Y,et al..Theoretical study of dual-wavelength PPKTP-OPO as a source of DFG THz-wave[C].Infrared MillimeterWaves and 14th International Conference on Teraherz Electronics,Shanghai,China,18-22 Sept. 2006.

      [30]ZHONG K,YAO JQ,XU D G,etal..Enhancementof terahertzwave difference frequency generation based on a compact walk-off compensated KTPOPO[J].Opt.Commun.,2010,283(18):3520-3524.

      [31]XU D G,SHIW,ZHONG K,etal..Thewidely tunable THz generation in QPM-GaAs crystal pumped by a near-degenerate dual-wavelength KTPOPO at around 2.127μm[J].SPIE,2013,8604:86040E.

      [32]SCHAAR JE,VODOPYANOV K L,FEJER M M.Intracavity terahertz-wave generation in a synchronously pumped optical parametric oscillator using quasi-phase-matched GaAs[J].Opt.Lett.,2007,32(10):1284-1286.

      [33]譚改娟,謝冀江,張來(lái)明,等.中紅外激光技術(shù)最新進(jìn)展[J].中國(guó)光學(xué),2013,6(4):501-512. TAN G J,XIE J J,ZHANG L M,et al..Recent progress in mid-infrared laser technology[J].Chinese Optics,2013,6(4):501-512.(in Chinese)

      [34]ABEDIN K S,HAIDAR S,KONNO Y,et al..Difference frequency generation of 5~18μm in a AgGaSe2crystal[J]. Appl.Opt.,1998,37(9):1642-1646.

      [35]HAIDAR S,NAKAMURA K,NIWA E,etal..Mid-infrared 5~12μm and limited 5.5~8.5μm single-knob tuning generated by difference-frequencymixing in single-crystal AgGaS2[J].Appl.Opt.,1999,38(9):1798-1801.

      [36]HEGENBARTH R,STEINMANN A,SARKISOV S,et al..Milliwatt-levelmid-infrared(10.5~16.5μm)difference frequency generation with a femtosecond dual-signal-wavelength optical parametric oscillator[J].Opt.Lett.,2012,37(17):3513-3515.

      田金榮(1975-),男,山東德州人,博士,副教授,碩士生導(dǎo)師。2005年于中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲博士學(xué)位,主要從事飛秒激光技術(shù)方面的研究。E-mail:jrtian@bjut.edu.cn

      劉京徽(1991-),女,北京人,碩士研究生,2013年于北京工業(yè)大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位,主要從事固體鎖模激光器方面的研究。E-mail:liujinghui@emails.bjut.edu. cn

      宋晏蓉(1964-),女,山西太原人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,2000年于山西大學(xué)獲得博士學(xué)位,主要從事新型光泵半導(dǎo)體激光器、超短脈沖激光器及CPA激光放大器、超快過(guò)程及光譜展寬方面的研究。E-mail:yrsong@bjut.edu.cn

      張新平(1968-),男,河北唐山人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,2002年于德國(guó)馬爾堡大學(xué)獲得博士學(xué)位,主要從事納米光學(xué)與技術(shù)、超快激光技術(shù)與時(shí)間分辨光譜學(xué)方面的研究。E-mail:zhangxinping@bjut.edu.cn

      Advances and applications of dual-wavelength optical parametric oscillators

      TIAN Jin-rong*,LIU Jing-hui,SONG Yan-rong,ZHANG Xin-ping
      (College of Applied Sciences,Beijing Uniυersity of Technology,Beijing 100124)
      *Corresponding author,E-mail:jrtian@bjut.edu.cn

      Dual-wavelength optical parametric oscillator is a new-type of nonlinear laser devices.In this paper,the principle of dual-wavelength optical parametric oscillators is introduced.The research advances in dual-wavelength optical parametric oscillators are reviewed.Scientific and technological problems that dualwavelength optical parametric oscillators encountered are discussed.Several applications of dual-wavelength optical parametric oscillators are presented.

      optical parametric oscillator;dualwavelength

      TN753.91

      A

      10.3788/CO.20140705.0723

      2095-1531(2014)05-0723-08

      2014-03-18;

      2014-05-25

      國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.61177047);北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.1102005)

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