基于PPKTP晶体的飞秒激光倍频实验研究

刘延等

摘 要 利用PPKTP晶体进行了中心波长为780 nm、重复频率为250 MHz、脉宽为100 fs、谱宽为15 nm的飞秒激光倍频实验研究.在最佳匹配温度条件下，得到了功率约为23 mW、中心波长为390 nm、谱宽为0.6 nm的紫外倍频光，倍频转换效率为13.9%.该脉冲激光具有模式极优、线宽很窄等特点，是一种很有价值的紫外激光光源.

关键词 PPKTP晶体；飞秒激光；倍频

中图分类号 O437文献标识码 A文章编号 10002537（2014）03005805

“量子纠缠”被称为“量子力学的精髓”[1]，它“反映了量子力学的本质——相干性、或然性和空间非定域性”[2]，这些性质深刻影响着人们对物理世界的认知和理解，同时也为人们探索物理世界提供了全新的方法、手段和资源.在量子计算和量子通信等领域，量子纠缠已经得到了广泛应用[34]，而这些应用得益于人们不断制备出新型高效率的量子纠缠源.在多光子纠缠研究领域，研究者常利用780 nm的飞秒激光脉冲经过LBO等非线性晶体，倍频产生390 nm激光脉冲，再利用参量下转换过程产生纠缠光子对[5]和多光子纠缠态[6].但是，LBO晶体二阶非线性系数较低，需要较高的基频激光能量，而且制备的390 nm激光模式较差.作者在本研究中，利用单脉冲能量仅为0.66 nJ、功率165 mW的 780 nm飞秒激光，倍频得到单脉冲能量0.09 nJ、功率23 mW的390 nm的紫外脉冲激光，转换效率为 13.9%，且激光模式极优、线宽很窄.这为利用PPKTP等新型高效率的非线性晶体，研制低功耗、小体积、高效率的新型多光子纠缠源，提供了一种有价值的紫外激光光源.

1 周期极化晶体倍频的理论

2 倍频实验装置

采用准相位……