PPLN晶體(ti) 最普遍的用途之一是光參量振蕩器（OPO），也是用於(yu) 倍頻的最有效晶體(ti) 之一。
高功率780nm激光冷卻和操縱Rb原子
對Rb原子的操縱通常使用基於(yu) 二極管的激光係統，產(chan) 生幾百毫瓦可用的780nm功率。然而，許多原子光學国产成人在线观看免费网站傾(qing) 向於(yu) 在保持窄線寬和高空間光束質量的同時提供更高的激光功率。一種方法是將 1560nm 光纖激光器倍頻，以提供數十瓦的光功率。
Covesion MgO:ppln 晶體(ti) 已被用於(yu) 1560nm CW倍頻係統中，在 780nm 處產(chan) 生高達 11W 的功率 [1]。此外，使用兩(liang) 個(ge) 級聯 MgO:PPLN 晶體(ti) 的準連續波倍頻，在 780nm 處實現了 43W 的峰值功率，轉換效率為(wei) 66% [2]。下麵將討論有關(guan) 實驗裝置、倍頻晶體(ti) 和產(chan) 生這些結果的聚焦條件的詳細信息。
這些基於(yu) MgO:PPLN 的激光係統已被用於(yu) 多種国产成人在线观看免费网站，包括超過 54 厘米的量子疊加演示 [3]、精密重力計 [4]、用於(yu) BEC 的雙物種原子幹涉儀(yi) [5] 和新的一種同時測量重力和磁場梯度的高精度傳(chuan) 感器 [6]。
11W 780nm單次通過倍頻係統
ANU 的 Quantum Sensors 和 atom laser Group 展示了 11.4W 窄線寬激光源 [1]。 Sané 等人在單程倍頻方案中使用 30W 1560nm 光纖激光器，得到了 6kHz 線寬 780nm 激光，倍頻效率為(wei) 36%。這對應於(yu) 0.3%/Wcm 的效率（在低增益係統中，通常可以達到 0.6%/W/cm），晶體(ti) 的最大輸入強度為(wei) 500kW/cm2。該係統運行了 2200 多小時，功率沒有降低。倍頻輸出功率如圖 1 所示，插圖顯示了 780nm 光的空間模式。經測量，780nm光源在 100ms內(nei) 具有 6 kHz 的線寬。
圖 1：從(cong) MSHG1550-1.0-40 測得的倍頻輸出功率
激光係統的光學設置如圖 2 所示，有 30W 1560nm 激光器、MgO:PPLN 晶體(ti) 和用於(yu) 鎖定種子激光的Rb細胞。標準的 MSHG1550-1.0-40 用作倍頻晶體(ti) ，在帶有 OC1 溫度控製器的 PV40加熱爐中加熱。使用的晶體(ti) 參數和聚焦條件為(wei) ：
周期19.5µm, 溫度81.60C
晶體(ti) 長度40mm, 厚度1mm
1/e2 直徑至 50mm焦距鏡頭 = 1.1 mm
相當於(yu) 在晶體(ti) 長度中心計算出的光斑尺寸 45µm（1/e² 半徑）
晶體(ti) 的最大輸入強度 500kW/cm²
圖 2：11W 倍頻激光係統的實驗裝置
斯坦福大學的 Kasevich 小組已經展示了 43W 的準連續 780nm激光 [2]。 Chiow 等人描述了使用兩(liang) 個(ge) MgO:PPLN 晶體(ti) 的級聯單通道倍頻係統。該係統由兩(liang) 個(ge) 組合的 1560nm 30W 光纖放大器泵浦，通過調整這兩(liang) 個(ge) 源之間的相對相位，可以控製 780nm 輸出的時間分布。組合泵浦功率為(wei) 65W，在 780nm 處實現了 43W 的峰值功率，對應的效率為(wei) 66%。使用一片晶體(ti) 可實現 52% 的效率。單片晶體(ti) 和兩(liang) 個(ge) 級聯晶體(ti) 的倍頻輸出峰值功率如圖 3 所示。來自 Sané 等人的數據為(wei) 綠色，是幾乎相同的結果。
圖 3：從(cong) 級聯 MSHG1550-1.0-40 晶體(ti) （紅色）測得的輸出功率。來自 Sané 等人的數據示為(wei) 綠色。
激光係統的光學設置如圖 4 所示，帶有兩(liang) 個(ge) 光纖放大器 (FA) 和兩(liang) 個(ge) 級聯的 MgO:PPLN 晶體(ti) 。在 PV40爐子中使用 MSHG1550-1.0-40標準晶體(ti) ，從(cong) 中選擇 19.2µm 的周期，在 150度的溫度下實現相位匹配。50mm 焦距透鏡將泵浦光聚焦到 PPLN1，ROC 10cm 的曲麵鏡 (CM) 準直輸出光束，然後用另一個(ge) CM 聚焦到 PPLN2。對來自級聯係統的 780nm 空間光束輪廓的分析測得的光束質量為(wei) M2=1.15+/-0.2。
圖 4：級聯倍頻係統的實驗設置
相關(guan) 文獻
[1] S. S. Sané et al., “11 W narrow linewidth laser source at 780 nm for laser cooling and manipulation of Rubidium.,” Opt. Express, vol. 20, no. 8, pp. 8915–9, 2012.
[2] S. Chiow et al., “Generation of 43 W of quasi-continuous 780 nm laser light via high-efficiency, single-pass frequency doubling in periodically poLED lithium niobate crystals.,” Opt. Lett., vol. 37, no. 18, pp. 3861–3, 2012.
[3] T. Kovachy et al., “Quantum superposition at the half-metre scale,” Nature, vol. 528, no. 7583, pp. 530–533, 2015.
[4] P. A. Altin et al., “Precision atomic gravimeter based on Bragg diffraction,” New J. Phys., vol. 15, no. 2, p. 23009, 2013.
[5] C. C. N. Kuhn et al., “A Bose-condensed, simultaneous dual-species Mach–Zehnder atom interferometer,” New J. Phys., vol. 16, no. 7, p. 73035, 2014.
[6] K. S. Hardman et al., “Simultaneous Precision Gravimetry and Magnetic Gradiometry with a Bose-Einstein Condensate: A High Precision, Quantum Sensor,” Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 13, p. 138501, 2016
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