نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

در این پژوهش، معادلات انتشار غیر خطی امواج پایه و هماهنگ دوم جفت شده با معادله گرما، برای باریگه گوسی کانونی شده داخل دو کریستال شبه تطبیق فازی متناوبا قطبیده MgO:PPLN و MgO:PPLT حل می شوند تا مکان و شعاع کانونی بهینه باریکه لیزر پیوسته با طول موج 1064 نانومتر و با پروفایل گوسی تعیین و نیز پارامتر عدم تطبیق فازی بهینه به ازای شعاع های کانونی مختلف محاسبه و وابستگی بازده هماهنگ دوم به این پارامترها نشان داده می شود. همچنین اثرات توزیع حرارتی داخل کریستال بر روی بازده تولید هماهنگ دوم بررسی و نشان داده می شود که چطور توزیع حرارتی منجر به کاهش بازده هماهنگ دوم می شود و بر این اساس طول بهینه کریستال به ازای توانهای فرودی مختلف بررسی و نشان داده می شود که به ازای توانهای فرودی بالاتر، باید طول کریستال کمتر انتخاب شود. در نهایت مقایسه ای بین بازده هماهنگ دوم در دو کریستال متناوبا قطبیده MgO:PPLN و MgO:PPLT با در نظر گرفتن توزیع حرارتی، به ازای توانهای فرودی مختلف انجام و نشان داده می شود که به ازای توان های فرودی پایینتر/ بالاتر از 21 وات، کریستال MgO:PPLN / MgO:PPLT برای تولید هماهنگ دوم، پربازده تر و مناسب تر می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of factors affecting on the efficiency of second harmonic ‎generation of the continuous-wave focused Gaussian beam of 1064 nm inside the ‎periodically poled nonlinear crystals

نویسندگان [English]

  • H Amrollahi
  • A Arabanian

Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this research, the nonlinear propagation equations of the fundamental and second harmonic waves coupled to the heat equation are solved for a focused Guassian beam inside two quasi-phase matched periodically poled MgO: PPLN and MgO: PPLT crystals, and the optimum focal length and radius of the continuous-wave laser beam with the wavelength of 1064 nm and with Gaussian profile, and also, the optimal phase-mismached parameter are calculated and the dependence of the second harmonic efficiency on these parameters is shown. Also, the effects of the thermal distribution inside the crystal on the second harmonic generation efficiency are investigated and it is shown how the thermal distribution reduces the second harmonic efficiency and, accordingly, the optimal crystal length for different incident powers is determined and shown that the lower crystal lengths should be selected for higher incident powers. Finally, a comparison between the second harmonic efficiencies in two crystals of MgO: PPLN and MgO: PPLT is performed considering the thermal distribution for different insident powers and it is shown that for the lower/ higher incident power than 21 watts, the crystal of MgO: PPLN / MgO: PPLT is more suitable and more efficient for second harmonic generation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • second harmonic generation
  • Quasi phase matching
  • Thermal distribution
  • periodically ‎poled crystal
  • Phase mismatch

C Q Xu, “Periodically poled optical nonlinear crystals for laser display applications,” ‎in Asia Optical Fiber Communication and Optoelectronic Exposition and Conference, p. ‎SuJ4, Optical Society of America, (2008).‎

‎K H Ko, K H Lee, H Park, J Han, Y H Cha, G Lim, T S Kim, and D Y Jeong, ‎‎“2nd and 4th harmonic generations of a diode-oscillator fiber-amplifier for atomic ‎spectroscopy,” in CLEO: Science and Innovations, p. CMC5, Optical Society of America, ‎‎)2011).‎

‎P Zeil, A Zukauskas, S Tjörnhammar, C Canalias, V Pasiskevicius, and F Laurell, Optics express 21, 25 (2013) 30453.

‎G Samanta, S C Kumar, K Devi, and M Ebrahim-Zadeh, Optics and Lasers in ‎Engineering 50, 2 (2012) 215.‎

‎J Kim, J Jeong, K Lee, and S Lee, Applied PhysicsB 108, 3 (2012) 539.‎

‎G Samanta, S C Kumar, R Das, and M Ebrahim-Zadeh, Optics letters ‎‎34, 15 (2009) 2255.‎

‎H Okamoto, K Kasuga, I Hara, and Y Kubota, Optics Express 17, 22 (2009) 20227.‎

‎M G Pullen, J J Chapman, and D Kielpinski, Applied optics 47, 10 (2008) ‎‎1397.‎

‎S Kurimura, N E Yu, Y Nomura, M Nakamura, K Kitamura, and T Sumiyoshi, ‎‎“Qpm wavelength convertersbased on stoichiometric lithium tantalate,” in Advanced Solid-‎State Photonics, Optical Society of America (2005)‎ 92.

10. ‎G Samanta, S C Kumar, and M Ebrahim-Zadeh, Optics letters 34, 10 (2009) ‎‎1561.‎

11. ‎A Sahm, M Uebernickel, K Paschke, G Erbert, and G Tränkle, Optics ‎Express 19, 23 (2011) 23029.‎

12. ‎O A Louchev, N E Yu, S Kurimura, and K Kitamura, ‎Applied Physics Letters 87, 13 (2005) 131101.‎

S G Sabouri, S C Kumar, A Khorsandi, and M Ebrahim-Zadeh, IEEE Journal of ‎Selected Topics in Quantum Electronics 20, 5 (2014) 563‎.

تحت نظارت وف بومی