福建物构所首次实现266nm三次谐波激光输出

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利用级联的二阶非线性频率转换(两次倍频或一次倍频加一次和频)是获得紫外波段激光的常用方法。二阶非线性光学过程只能产生于非中心对称的晶体中,而三阶非线性光学过程不受晶体对称性的限制,可以产生于中心对称的晶体中,同时利用三阶效应一次产生紫外激光输出,能有效简化器件结构。但由于大多数晶体的三阶非线性光学极化率非常小,因此迄今转换效率很低,更未见短波紫外三次谐波产生的报道。

中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室叶宁课题组在国家杰出青年基金、中科院B类战略性先导科技专项等项目资助下,通过选择具有离域共轭π键结构的高温相偏硼酸钡(α-BBO)晶体,利用三阶非线性频率转换,首次在中心对称性晶体中实现了飞秒(120 fs,1kHz)紫外激光的有效输出,得到266 nm三次谐波的单脉冲能量为37.6μJ,最高转换效率为2.5%。该实验结果表明利用了三阶非线性频率转换在中心对称晶体中获得紫外激光的可行性以及获得深紫外激光的可能性,揭示了以中心对称晶体实现三阶非线性频率转换在实际应用方面的潜力,同时也为紫外以及深紫外非线性光学晶体的探索开拓了新的研究方向。该结果发表在Opt. Lett., 2018, 43(8):1734-1737。

福建物构所首次实现266nm三次谐波激光输出

福建物构所首次实现266nm三次谐波激光输出

(来源:福建物质结构研究所)

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