基于外腔倍频的双色高重频飞秒激光产生

安岳松，李娟，项晓，刘鹏，董瑞芳

基于外腔倍频的双色高重频飞秒激光产生

安岳松1,2,3，李娟1,2，项晓1,2,3，刘鹏1,2,3，董瑞芳1,2,3

（1. 中国科学院 国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院 时间频率基准重点实验室，西安 710600；3. 中国科学院大学 天文与空间科学学院，北京 101048）

利用谐振腔的模式滤波及共振增强特性，进行了基于外腔倍频的双色高重频飞秒激光产生的实验研究。首先从理论上简单介绍了利用大自由光谱区的谐振腔实现飞秒脉冲重频变换的原理，并通过理论研究表明：腔内功率放大倍数会随着重频的增大而减小，进而限制倍频效率的增加。在实验上采用自由光谱区为300 MHz的六镜环形腔及1mm厚的BIBO倍频晶体，输入重复频率为75 MHz的飞秒脉冲，实现了中心波长815nm的基频和407.5nm的倍频飞秒脉冲输出，其重频均为300MHz，且重频信号的边模抑制比分别达到30dB和20dB。本文还进一步对实验产生的双色高重频飞秒激光的倍频效率、共振光谱、光束质量等特性进行了测量分析，为后续开展高重频量子光频梳实验研究奠定了基础。

飞秒激光；光学谐振腔；二次谐波产生；高重频

0 引言

飞秒激光器是指电场强度分布在时域上的持续时间为飞秒量级的激光源，得益于其特殊的电场结构，飞秒激光在非线性光学、高能物理、精密光谱探测、光频测量等领域有着广泛而重要的应用[1-3]。激光脉冲的重复频率（脉冲周期的倒数，以后简称为重频）是描述飞秒激光特性的一个重要参数，重频越大，表示激光的频率模式间隔越大，相应的脉冲时间间隔越小。……