近日，中科院上海光機(jī)所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室朱健強(qiáng)、劉德安研究團(tuán)隊(duì)在非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換相關(guān)技術(shù)方面取得重要研究進(jìn)展，提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新一類相位匹配方法——電壓調(diào)諧相位匹配。相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。
電壓調(diào)諧相位匹配方法通過引入外電場(chǎng)，利用材料的線性電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)相位匹配，以獲得最大轉(zhuǎn)換效率輸出，從根本上克服了高功率激光系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換效率對(duì)角度、溫度、波長變化敏感的問題，靈活精確地調(diào)控電光材料的折射率，進(jìn)而拓展了傳統(tǒng)非線性材料，甚至低雙折射和各向同性材料在非線性光學(xué)中的應(yīng)用。
為了驗(yàn)證這一新方法，上海光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了巧妙的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過把線性電光效應(yīng)和光波非線性相互作用過程同時(shí)應(yīng)用在單塊DKDP晶體中，成功演示了利用線性電光效應(yīng)對(duì)光波之間非線性相互作用過程的操控，證明了該方法的可行性與有效性。
“非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)極大提高了激光在不同領(lǐng)域中的實(shí)用性，并在許多學(xué)科中表現(xiàn)出顯著的科研潛力。”朱健強(qiáng)表示，為獲得高效的頻率轉(zhuǎn)換，相互作用的光波之間滿足相位匹配是一個(gè)重要前提條件。由于材料存在色散，精確地補(bǔ)償色散導(dǎo)致的相位失配是實(shí)現(xiàn)高效頻率轉(zhuǎn)換所面臨的主要挑戰(zhàn)，研究人員也一直在嘗試用不同的方法解決這一問題。
專家認(rèn)為，上海光機(jī)所研究團(tuán)隊(duì)提出的電壓調(diào)諧相位匹配方法，不僅為設(shè)計(jì)新穎的非線性光學(xué)器件提供了新的途徑，也為進(jìn)一步深入研究非線性光學(xué)相互作用提供了新的方向。
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