【原创】筱晓小课堂 | 1560nmPPLN波导倍频演示系统

2024-11-28 15:48:40

　　光学倍频在激光技术中有着广泛的应用。它可以将红外激光转变为可见激光，或将可见激光转变为波长更短的激光，从而扩展激光谱线覆盖的范围。为得到波长更短的激光，可以采用多级倍频技术。目前已有许多种倍频晶体，且可达到相当高的倍频转换效率。

　　筱晓光子的非线性晶体可以实现和频、差频、倍频等非线性过程，下面以1560nm的PPLN倍频晶体为例，介绍该产品的原理及性能。

　　该晶体运用了二阶非线性效应，可以实现将1560nm的光转换为780nm的光输出，实现光学二倍频。光学二倍频，又称光学二次谐波，是指一个频率ω1的单色光入射到非线性介质后，产生2ω1光波的现象。它是媒质在基频光波电场作用下产生的二阶非线性极化的一种表现。此外，该晶体是波导结构，倍频效率高，波导的输入和输入端都耦合了对应波段的保偏跳线，方便用户直接使用，无需手动耦合。

　　PPLN倍频晶体的使用光路图

　　首先，选择一款1560nm的DFB半导体激光器作为种子源，输入到EDFA进行光放大。放大完的基频光作为PPLN晶体的泵浦源，从晶体的input端输入，经过PPLN后生成倍频光780nm。在注入泵浦前首先需要确保PPLN的温度控制器在正常工作，晶体已经稳定在设定温度值了。

通过光谱仪测试输出780nm的光谱成分，确认倍频过程，光谱图如下：

　　通过调节EDFA的工作电流，我们测试了不同功率基频光输入下的倍频光功率变化曲线，输入功率越高，倍频效率越高。

　　最后，我们分别测试了输出倍频光的功率稳定性和频率稳定性，验证了PPLN晶体的工作稳定性。这两个指标还取决于EDFA和DFB的噪声，需要噪声较低的光源进行测试。

　　注意事项：

　　波导需要做好散热处理，建议将波导安装在热沉上，波导和热沉的接触面应该涂覆导热硅脂等导热材料。建议环境工作温度为10~30℃，如果不在该范围内，需要自行对热沉做二次温控，把热沉的温度设置为20℃左右。严禁在高于波导匹配温度的环境下不加二次温控运行。

　　波导本体的匹配温度必须在20~60℃范围内。

　　先开启波导的温控，等温度稳定再慢慢增加泵浦光。随着泵浦功率增加，波导最佳匹配温度会有微小偏移，此时细调波导温度将倍频光调制最大即可。