基于色散和非线性管理光参量振荡器的脉冲压缩方法

摘要

一种基于色散和非线性管理光参量振荡器(OPO)的脉冲压缩方法。该方法通过管理OPO腔内的色散和非线性，在OPO中产生宽带的巨线性啁啾脉冲，再通过腔外色散补偿对输出的信号脉冲去啁啾，从而实现脉冲压缩。该方法是用长脉冲泵浦OPO来产生不同波段超短飞秒脉冲的简单有效的方法。

主权项

一种基于色散和非线性管理光参量振荡器的脉冲压缩方法，其特征在于该方法包括下列步骤：①根据所需波段的超短脉冲，选择相应波段的信号光；②设置光参量振荡器谐振腔内的自位相调制元件，以确保光参量谐振腔内存在由自位相调制所带来的三阶非线性效应：a)非线性晶体本身有很大的非线性折射率n₂大于10^‑19m²/W量级，所述的三阶非线性效应由非线性晶体提供；b)如果信号光在非线性晶体中有位相失配的二阶光参量过程，非线性效应由信号光在非线性晶体内部的级联非线性所提供；c)否则，通过在谐振腔内插入三阶非线性材料，来满足信号光光谱的有效展宽所需求的三阶非线性；③在光参量谐振腔内必须有净二阶色散，并且要求腔内净色散的符号与三阶非线性相移的符号相同；插入色散控制元件，来保障腔内净色散符号与三阶非线性相移的符号相同；腔内净色散由非线性晶体和色散控制元件共同提供；a)当所述的三阶非线性材料或者非线性晶体本身提供的非线性相移为正时，应控制腔内净色散符号为正；如果三阶非线性材料或者晶体提供的三阶非线性相移为负时，则应控制腔内净色散符号为负；b)当三阶非线性是由信号光在非线性晶体中的级联非线性所提供时，腔内净色散的正负要根据级联非线性相移的符号来决定：当级联非线性相移符号为正时，腔内净色散符号应为正；相反的，当级联非线性相移符号为负时，腔内净色散符号应为负；④在光参量谐振腔腔外设置色散补偿元件，该腔外色散补偿元件给信号光提供的色散与腔内净色散符号相反，所需色散量根据信号光的啁啾大小决定，对输出的信号脉冲去啁啾，从而实现脉冲压缩。