УДК: 681.7.069.24

Эффективная генерация второй и третьей гармоник излучения мощного фемтосекундного лазера на Yb:KGW в нелинейно-оптических кристаллах BBO

Kim G. H., Yang J.H., Lee B., Салль Е.Г., Чижов С.А., Калинцев А.Г., Яшин В.Е., Kang Uk

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

G. H. Kim, J. Yang, B. Lee, Салль Е.Г., Чижов С.А., Калинцев А.Г., Яшин В.Е., Uk. Kang Эффективная генерация второй и третьей гармоник излучения мощного фемтосекундного лазера на Yb:KGW в нелинейно-оптических кристаллах BBO // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 8. С. 17–22.

G. H. Kim, J. Yang, B. Lee, Sall E.G., Chizhov S.A., Kalintsev A.G., Yashin V.E., Uk. Kang Efficient generation of the second and third harmonics of high-power femtosecond Yb:KGW-laser radiation in nonlinear-optical BBO crystals [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 8. P. 17–22.

Ссылка на англоязычную версию:

G. H. Kim, J. Yang, B. Lee, E. G. Sall’, S. A. Chizhov, A. G. Kalintsev, V. E. Yashin, and U. Kang, "Efficient generation of the second and third harmonics of high-power femtosecond Yb:KGW-laser radiation in nonlinear-optical BBO crystals," Journal of Optical Technology. 83(8), 463-467 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000463

Аннотация:

Экспериментально и количественно исследовано преобразование частоты излучения во вторую и третью гармоники мощного фемтосекундного лазера на кристаллах Yb:KGd(WO4)2 (Yb:KGW) в кристаллах BBO (β-BaB2O4). В условиях оптимальной компрессии фемтосекундных импульсов длительностью 300 фс эффективность преобразования во вторую гармонику достигала 50%, а в третью – 20%. Введение дополнительной фазовой модуляции приводило к снижению эффективности генерации второй гармоники, различной для положительного и отрицательного знака фазовой модуляции. Результаты численных расчетов количественно согласуются с результатами эксперимента.

Ключевые слова:

фемтосекундные импульсы, Yb:KGW, преобразование частоты, вторая гармоника, третья гармоника

Благодарность:

Настоящая работа выполнена при финансовой поддержке правительства г. Сеула по исследовательскому контракту программы WR100001. В.Е. Яшин выражает благодарность Министерству образования и технологии (MEST) и Корейской федерации обществ науки и технологий (KOFST) за финансовую поддержку по программе Brain Pool.

Коды OCIS: 140.3480, 140.7090

Список источников:

1. Schaeffer R.D. Fundamentals of laser micromashining. Boca Raton: Taylor & Francis Group, LLC, 2012. 260 p.
2. Krylov V., Rebane A., Kalintsev A.G., Schwoerer H., Wild U.P. Second-harmonic generation of amplified femtosecond Ti:sapphire laser pulses // Optics Letters. 1995. V. 20. № 2. P. 198–200.
3. Zhang Jing-Yuan, Huang Jung Y., Wang H., Wong K.S., Wong G.K. Second-harmonic generation from regeneratively amplified femtosecond laser pulses in BBO and LBO crystals // J. Opt. Soc. Am. B. 1998. V. 15. № 1. P. 200–209.
4. Гордиенко В.М., Гречин С.С., Иванов А.А., Подшивалов А.А. Высокоэффективная генерация второй и третьей гармоник излучения фемтосекундного хром-форстерит лазера в нелинейно-оптических кристаллах // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. № 6. С. 525–526.
5. Major A., Sandkuijl D., Barzda V. Efficient frequency doubling of a femtosecond Yb:KGW laser in a BiB3O6 crystal // Optics Express. 2009. V. 17. № 14. P. 12039–12042.
6. Lagatsky A.A., Brown C.T.A., Sibbett W., Holmgren S.J., Canalias C., Pasiskevicius V., Laurell F., Rafailov E.U. Efficient doubling of femtosecond pulses in aperiodically and periodically poled KTP crystals // Optics Express. 2007. V. 15. № 3. P. 1155–1160.
7. Разумихина Т.Б., Телегин Л.С., Холодных А.И., Чиркин А.С. Трехчастотные взаимодействия интенсивных световых волн в средах с квадратичной и кубичной нелинейностями // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. № 10. С. 2026–2035.
8. Ditmire T., Rubenchik A.M., Eimerl D., Perry M.D. Effects of cubic nonlinearity on frequency doubling of highpower laser pulses // J. Opt. Soc. Am. B. 1996. V. 13. № 4. P. 649–655.
9. Banks P.S., Feit M.D., Perry M.D. High-intensity third-harmonic generation // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. № 1. P. 102–118.
10. Миронов С.Ю., Гинзбург В.Н., Ложкарев В.В., Лучинин Г.А., Кирсанов А.В., Яковлев И.В., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Высокоэффективная генерация второй гармоники интенсивного фемтосекундного излучения при существенном влиянии кубической нелинейности // Квантовая электроника. 2011. Т. 41. № 11. С. 963–967.
11. Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 312 c.
12. Sidick E., Dienes A., Knoesen A. Ultrashort-pulse second-harmonic generation. I. Transform-limited fundamental pulses // J. Opt. Soc. Am. B. 1995. V. 12. № 9. P. 1704–1712.
13. Sidick E., Dienes A., Knoesen A. Ultrashort-pulse second-harmonic generation. II. Non-transform-limited fundamental pulses // J. Opt. Soc. Am. B. 1995. V. 12. № 9. P. 1713–1722.
14. Dmitriev V.G., Gurzadyan G.G., Nikogosyan D.N. Handbook of nonlinear optical crystals. Berlin: Springer-Verlag, 1997. 221 p.
15. Гречин С.С., Прялкин В.И. Генерация гармоник фемтосекундного излучения в условиях группового синхронизма в одноосных и двухосных кристаллах // Квантовая электроника. 2003. Т. 33. № 8. С. 737–741.
16. Bache M., Guo H., Zhou B., Zeng X. The Kerr nonlinearity of the beta-barium borate crystal // Optical Materials Express. 2013. V. 3. № 3. P. 357–382.
17. Li H.P., Kam C.H., Lam Y.L., Ji W. Femtosecond Z-scan measurements of nonlinear refraction in nonlinear optical materials // Optical materials. 2001. V. 15. № 4. P. 237–242.
18. Kim G.H., Yang J., Chizhov S.A., Sall E.G., Kulik A.V., Yashin V.E., Lee D.S., Kang U. High average-power ultrafast CPA Yb:KYW laser system with dual-slab amplifier // Opt. Express. 2012. V. 20. № 4. P. 3434–3442.
19. Ким Г.Х., Янг Ч., Ли Д.С. , Кулик А.В., Салль Е.Г., Чижов С.А., Яшин В.Е., Канг У. Мощные и эффективные лазеры на объемных кристаллах Yb:KYW с продольной лазерной диодной накачкой, работающие в непрерывном и импульсных режимах // Квантовая электроника. 2012. Т. 42. № 4. С. 292–297.
20. Диденко Н.В., Конященко А.В., Кострюков П.В., Лосев Л.Л., Теняков С.Ю. Генерация второй гармоники спектрально-уширенного в газонаполненном капилляре излучения фемтосекундного иттербиевого лазера // Квантовая электроника. 2011. Т. 41. № 9. С. 804–808.
21. Авербах В.С., Макаров А.И., Потемкин А.К. К вопросу об увеличении яркости при удвоении частоты лазерного излучения // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. № 10. С. 2049–2058.