科学家建立非线性光学频率转换新方法

(记者黄鑫)近日，记者从中科院上海光机所获悉，该所高功率激光物理联合实验室的朱建强和刘德安研究团队在非线性光学变频相关技术方面取得了重要研究进展，提出并实验验证了一种新型的相位匹配方法——电压调谐相位匹配。相关研究结果发表在《物理评论快报》上。

本发明通过引入外部电场，利用材料的线性电光效应实现相位匹配，获得最大的转换效率输出，从根本上克服了高功率激光系统中转换效率对角度、温度和波长变化敏感的问题，灵活准确地调节电光材料的折射率，进一步拓展了传统非线性材料，甚至低双折射和各向同性材料在非线性光学中的应用。

为了验证这一新方法，上海光机所的研究团队设计了一个巧妙的原理验证实验。通过将线性电光效应和光波的非线性相互作用过程同时应用于单个DKDP晶体，成功地演示了利用线性电光效应控制光波之间的非线性相互作用过程，并证明了该方法的可行性和有效性。

“非线性光学频率转换技术极大地提高了激光在不同领域的实用性，并在许多学科中显示出显著的科研潜力。”朱建强说，为了获得高效的频率转换，相互作用的光波之间的相位匹配是一个重要的先决条件。由于材料的色散，精确补偿色散引起的相位失配是实现高效变频的主要挑战。研究人员也一直试图用不同的方法解决这个问题。

专家认为，上海光学研究所课题组提出的电压调谐相位匹配方法不仅为新型非线性光学器件的设计提供了新的途径，也为进一步深入研究非线性光学相互作用提供了新的方向。

中国科学新闻(2017-02-22，第一版集锦)