超短脉冲三倍频中特殊群速度组合的分析  

Special Group-Velocity Mode in Process of Third-Harmonic Generation of Ultrashort Pulses

作　　者：杨义胜[1,2] 韩伟[2] 谭吉春[1] 郑万国[2] 曹丁象[1,2] 向勇[2] 李富全[2] 李恪宇[2] 贾怀庭[2] 王礼权[2] 冯斌[2] 钟伟[2] 

机构地区：[1]国防科学技术大学理学院,湖南长沙410073 [2]中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900

出　　处：《光学学报》2009年第2期468-472,共5页Acta Optica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(60708007);高温高密度等离子体国防重点实验室基金(9140C6803010802);中国工程物理研究院科学技术发展基金(200880401043)资助课题

摘　　要：基于非线性耦合波理论,对比分析了超短脉冲三倍频过程中不同的特殊群速度组合模式下的谐波转换特性(转换效率和带宽等)。利用分步傅里叶变换和四阶Runge-Kutta积分算法,对脉宽150 fs左右的超短脉冲在KDP晶体中的Ⅰ类混频过程进行数值模拟,结果表明:三波包"不等速匹配"模式下的综合谐波转换性能(转换效率达到50%和转换带宽达到2 nm)整体要优于其他特殊群速度匹配模式;"三波包不等速"模式更有利于三波包间能量之间的耦合及转换。这一结论为进一步提高超短脉冲三倍频的转换效率及带宽具有理论指导意义。Based on the nonlinear coupling equations, conversion properties （i. e. efficiency and bandwidth） of third- harmonic generation （THG） of ultrashort pulses in different special group-velocity modes are analyzed. The THG mixing process of ultrashort pulses （FWHM-150 fs） in Type-I KDP crystals is simulated by using split-step Fourier transformation and fourth-order Runge-Kutta method. Obtained results show that THG conversion properties （conversion efficiency being 50 % and frequency bandwidth up to 2 nni） in the ＂three-wave-packet unequal velocitymode＂ are better than those in other group-velocity modes. The conclusion provides theoretical guiding for further improving the THG efficiency and bandwidth of ultrashort pulses.

关 键 词：非线性光学 三次谐波转换 群速度 超短脉冲 

分 类 号：O437.1[机械工程—光学工程]