Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света - Дмитриев В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
I
256
Гл. 4. Внутрирезонаторная генерация второй гармоники
Рис. 4.10
ДЗг). Напомним, что процесс генерации второй гармоники идет в обе стороны — как для прямой, так и для обратной бегущих волн основного излучения. В схемах на рис. 4.10 волна второй гармоники, генерируемая в направлении от выходного зеркала к активному элементу (обратная волна второй гармоники), теряется безвозвратно — она попадает (в активный элемент и поглощается в нем. Таким образом, излучение, генерируемое в нелинейном кристалле, используется здесь лишь наполовину.
В отличие от схемы на рис. 4.10, а в схеме на рис. 4.10, б выходное дихроичное зеркало нанесено непосредственно на торец нелинейного кристалла. В этом случае не надо наносить просветляющее покрытие на правый торец кристалла; количество внутрирезонаторных элементов сокращается. Правда, дихроичное зеркало трудно нанести на мягкие водорастворимые кристаллы LiI03 или группы KDP. Это проще сделать для кристаллов LiNb03 и Ba2NaNb50i5.
Обе приведенные на рис. 4.10 схемы пригодны как для оое-, так и для оее-в з а им о д ейс тв и я.
При использовании нелинейных кристаллов с большим двулучепреломлением в направлении синхронизма можно применить схему с двумя последовательно размещенными нелинейными кристаллами, оптические оси которых развернуты относительно друг друга, как это показано на рис. 4.11 (г' — оптическая ось кристалла). Напомним в гвязи с этим
4.4. Оптические схемы
257
схему внерезонаторнои генерации второй гармоники, приводившуюся на рис. 3.31, а.
Схемы с потерей обратной волны, не использующие ди-хроичного зеркала [30, 31]. В связи с определенными трудностями изготовления дихроичных зеркал используют также схемы ВРГВГ без таких зеркал. Для вывода из резонатора излучения второй гармоники в этих схемах применяют вместо дихроичных зеркал двупреломляющие или дисперсионные призмы. Проходя через призму, излучение второй гармоники изменяет направление распространения и в результате выводится из резонатора.
На рис. 4.12, а представлена схема с дву преломляющей призмой — призмой Глана (ПГ). Работа такой схемы основана на различии поляризаций основного излучения и второй гармоники; схема пригодна только для оое-взаимодействия. Призма Глана пропускает излучение, линейно поляризованное перпендикулярно к плоскости рисунка (основное излучение), и отражает под углом к оси резонатора из-
9 Зак. 637
258
Гл. 4. Внутрирезонаторная генерация второй гармоники
лучение, линейно поляризованное в плоскости рисунка (излучение второй гармоники). Разумеется, внесение внутрь резонатора призмы Глана приводит к заметному повышению пассивных потерь. К тому же, если в активном элементе возникает некоторая деполяризация излучения (например, вследствие тепловых искажений), тодвупреломляющая призма будет вносить дополнительные потери, так как вследствие деполяризации часть основного излучения будет отражаться призмой и тем самым выводиться из резонатора.
На рис. 4.12, б представлена схема, в которой используются три дисперсионных призмы для разделения в пространстве пучков основного излучения и второй гармоники и выведения второй гармоники из резонатора. В отличие от схемы на рис. 4.12, а данная схема пригодна как для оое-, так и для оее-вза им од ейств и я.
Схемы с возвратным зеркалом [18, 10]. Применяя зеркало с высоким отражением на частоте второй гармоники, можно изменить направление распространения обратной волны второй гармоники на противоположное и в результате реализовать практически полный вывод из резонатора излучения, генерируемого в нелинейном кристалле. Такое зеркало называют возвратным. На рис. 4.13 представлены три схемы с возвратным зеркалом.
В схеме на рис. 4.13, а имеются два дихроичных зеркала разного типа: ДЗг и Д32. Зеркало Д32 является возвратным, а зеркало ДЗХ выходным. Возвратное дихроичное зеркало может быть, очевидно, использовано во всех рассмотренных выше схемах. При этом в некоторых случаях возвратное зеркало наносят непосредственно на торец нелинейного кристалла, обращенный к активному элементу. К сожалению, весьма трудно изготовить хорошее дихроичное зеркало второго типа (с высоким отражением на частоте 2ы и высоким пропусканием для ю). Даже незначительное отклонение от нуля коэффициента отражения зеркала по основной частоте будет приводить к ощутимым потерям, сравнимым, как показывает практика, с пассивными потерями в резонаторе в отсутствиевозвратногозеркала. Технически гораздо легче изготовить хорошее дихроичное зеркало первого типа (с высоким пропусканием на частоте 2со и высоким отражением для ю).
В связи с этим обратимся к схеме, изображенной на рис. 4.13, б. В отличие от предыдущей схемы здесь имеет-
4.4. Оптические схемы
259
ся только одно дихроичное зеркало и притом первого типа, оно играет роль выходного зеркала. В качестве возвратного зеркала используется зеркало, полностью отражающее на обеих частотах (зеркало 0312). Такая схема позволяет за счет применения изломанного резонатора реализовать практически полный вывод из резонатора излучения второй гармоники без использования при этом дихроично-го зеркала второго типа.
