[发明专利]光学参量放大装置

说明书

本发明是一种光学参量放大装置。主要用来放大弱光学信号的光强。

已有技术中英国I.N.罗斯(I.N.Ross)等人在“光学参量啁啾脉冲放大原理和可行性”(Principles and possibilities for optical parameteric chirped pulse amplifies)一文中论述了关于光学参量的放大过程和理论，但没有提供一种放大倍率较高的实用的装置。

本发明的目的是提供一种将弱的激光信号光的光强能够放大的光学参量放大装置。而使用本发明的结构简单，容易操作的放大装置将能获得所期望的放大光强的信号光。

本发明的光学参量放大装置，如图1所示，包括，最核心的元件为放大元件4，置于放大元件4的入射面r之前有信号光源1和泵浦光源2，信号光源1和泵浦光源2连接有同一个同步控制器3。置于放大元件4的出射面c之后有第一探测器5和第二探测器6，第一探测器5和第二探测器6的输出同时连接到数据处理显示器7上。

所说的信号光源1和泵浦光源2同是以激光器构成的。泵浦光源2发射的泵浦光G_P的波长λ_p小于信号光源1发射的信号光G_s的波长λ_s，即λ_p＜λ_s。而泵浦光G_p的光强I_p必须大于信号光G_s的光强I_s，即I_p＞I_s。

泵浦光G_p和信号光G_s由同步控制器3控制，必须同时进入到放大元件4内。信号光G_s的光轴O₁O₁垂直于放大元件4的入射面r，而泵浦光G_p的光轴O₂O₂与信号光G_s的光轴O₁O₁之间有不等于0的夹角α，即α≠0。

所说的放大元件4是由非线性晶体构成的。非线性晶体是双轴晶体，如是磷酸钛氧钾晶体(KTP)，或是三硼酸锂晶体(LBO)；或者是负单轴晶体，如是磷酸氘钾晶体(KDP)，或是磷酸二氢铵晶体(ADP)，或是铌酸锂晶体(LiNO₃)，或是β-偏硼酸钡晶体(BBO)等；或者是正单轴晶体，如是镉锗砷晶体(CdGeAs₂)等。

本发明的放大装置中，要求入射到放大元件4内的信号光G_s的传播方向与构成放大元件4的晶体光轴方向之间的相位匹配角θ≠＝0。

所说的构成信号光源1和泵浦光源2的激光器是固体激光器，或者是气体激光器，或者是液体激光器。

所说的第一探测器5和第二探测器6都是CCD二极管列阵探测器，或者是光电二极管，或者是光电倍增管。

所说的数据处理显示器7是示波器，或者是计算机，或者是使用装置。所说的同步控制器3由延迟器构成的。

本发明的放大装置的工作过程是：当由同步控制器3控制的信号光源1和泵浦光源2发射的两束光信号光G_s和泵浦光G_p同时入射到放大元件4内，由于构成放大元件4的非线性晶体的耦合效应，使信号光G_s放大，由放大元件4输出的两束光，一束光是被放大的信号光G_s′，另一束光称为空闲光G_i。