GLAD：光学参量振荡器

概述
 

光学参量放大（OPA）涉及三波转换过程、单轴晶体中的双折射现象、k矢量的相互作用以及色散效应等。OPA的基本方程是用来描述泵浦光Ep，信 光Es以及闲频光Ei之间相互作用的方程组：

以上公式都不含时间变量，并假设三波的频率之间满足下述等式：

上述方程必须与分步衍射传输方程同时求解。
 

仅当△k.z=0时，三波之间才会发生强耦合作用。当色散能够补偿k矢量失配时上述条件得以满足。但是k矢量失配会导致光束的横向剪切，引起效率降低。当三矢量相互平行且△k矢量为0时必然会发生强耦合作用。常规色散材料会导致△k不为0，这就使得耦合非常弱。利用双折射材料中e光与o光折射率不同的特点，可以将△k减小到0，从而获得强耦合作用。
 

系统描述
 

本例介绍了谐振腔内的OPA过程，即OPO过程。谐振腔由2个平面镜、一块长度为1cm的OPA晶体构成。在定义完OPA过程涉及的晶体折射率、晶体匹配角以及?k等参数后，通过MACRO利用OPO命令定义了OPA的作用过程。在此基础上定义了参量放大的信 光束在谐振腔中往返传输一次所涉及各个步骤。至此完成了OPO过程的定义。最后调用名为OPORES的MACRO实现了OPO过程的模拟。

模拟结果

图1.OPO输出的激光模式

图2.输出功率随OPO迭代次数的变化过程