[发明专利]一种相位敏感光学参量放大器及其运行方法

摘要

本发明为一种相位敏感光学参量放大器及其运行方法，接收到的信号光和本地激光源发出的第一泵浦光、第二泵浦光三个光束的波数满足矢量三角形关系，三束光接入三阶非线性介质器件发生简并四波混频效应，三阶非线性介质器件出射的光束接入偏振控制器，控制X，Y方向的偏振分量变换到与偏振光分束器的主轴成45°，在偏振分束器X方向和Y方向的偏振光分束，经反射镜组多次反射后再进入偏振分束器合束，合束光经滤光器后为本放大器的输出。本发明有效放大功率比泵浦光小两个数量级以上的信号光，并抑制信号相位噪声，且不引入振幅噪声。本放大器结构简单，成本低，体积小，易于推广使用。

主权项

1.一种相位敏感光学参量放大器，包括信号光、泵浦光源和反射镜，其特征在于：还有三阶非线性介质器件、偏振控制器、偏振分束器和滤光器,接收到的信号光和本地激光源发出的第一泵浦光、第二泵浦光三个光束的波数满足矢量三角形关系，以每束光传播方向为光矢量方向，三束光满足ks＝(kp1+kp2)/2)，ks,kp1和kp2分别表示信号光、第一泵浦光和第二泵浦光的波数；所述三束光接入三阶非线性介质器件发生简并四波混频效应，由三阶非线性介质器件出射的光束沿Z向接入偏振控制器，控制X，Y方向的偏振分量变换到与偏振光分束器的主轴成45°，之后送到偏振分束器，偏振分束器的分光面垂直于XZ面，与ZX平面成45°，分光面透射X方向偏振光或Y方向偏振光，而偏振方向与透射光偏振方向垂直的偏振光被分光面反射；所述反射镜组包括3块平面反射镜，均与XZ面垂直，三镜构成冂形，相对的两块反射镜与射偏振分束器的分束面平行，处于冂形顶部的一块反射镜与分束面垂直；光经过偏振分束器后按偏振方向分为两路，两路光分别经过反射镜组的多次反射后又在偏振分束器合束，之后经过滤光面与XZ面垂直、与分束面成45°的滤光器输出，为本放大器的输出；所述接收的信号光波长为λs，第一泵浦光的波长为λp1，第二泵浦光的波长为λp2，它们满足能量守恒关系ωs＝(ωp1+ωp2)/2，ωs，其中ωp1和ωp2分别表示信号光、第一泵浦光、第二泵浦光的频率；同时这三束光的初始相位满足相位锁定；第一泵浦光的偏振方向为X方向，第二泵浦光的偏振方向为Y方向，信号光的偏振方向在X、Y方向上的投影分别为Sx与Sy；信号光的偏振方向与X或Y方向的夹角小于10°。