适于长波红外上转换器的非线性晶体特性研究

大气与环境光学学报 ›› 2011, Vol. 6 ›› Issue (5): 382-389.

适于长波红外上转换器的非线性晶体特性研究

李凯，郑小兵，李健军

（中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽合肥 230031）

收稿日期:2011-03-15 修回日期:2011-04-06 发布日期:2011-09-09
通讯作者: 郑小兵（1969-），男，博士，研究员，博士生导师，主要从事光学精确测量的先进方法与仪器、卫星光学传感器的高精度定标、光学遥感和海洋光学等方面的研究。 E-mail:likai@aiofm.ac.cn
作者简介:李凯（1984-），男（汉），河北邢台人，研究生，主要从事相关光子定标、光学精确测量方面的研究。
基金资助:
中国科学院科学院创新基金项目（CXJJ-09-S16）、国家自然科学基金项目（60378027）资助

Characteristics of Nonlinear Crystal for LWIR Up-Converter

LI Kai，ZHENG Xiao-bing，LI Jian-jun

（Key Laboratory of Optical Calibration and Charaterization, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031, China）

Received:2011-03-15 Revised:2011-04-06 Online:2011-09-09

摘要/Abstract

摘要：

为了发展基于参量上转换的红外成像技术，依据可将10.6 μm红外辐射转换至可见波段的上转换器的理论模型，计算模拟了GaSe、ZnGeP2和AgGaS2晶体在各种相位匹配方式下的相位匹配角、走离角、和频允许角和有效非线性系数，并对结果进行了分析和对比。ZnGeP2晶体和AgGaS2晶体均可以实现非临界相位匹配，和频允许角能达到6度以上，其中ZnGeP2的有效非线性系数可达75 pm/V，两者都是比较理想的上转换晶体。模拟计算的结果为进行长波红外的非线性频率上转换实验提供了理论指导。

关键词: 长波红外, 非线性晶体, 频率上转换

Abstract:

In order to develop infrared imaging technique based on parametric up-conversion, according to the up-converter model which can transform 10.6 μm radiation into visible light range, the phase matching angle, walk off angle, acceptable angle and efficient nonlinear coefficient of GaSe, ZnGeP2 and AgGaS2 crystals with different phase matching methods were calculated. The results were well analyzed and compared. It is found that ZnGeP2 and AgGaS2 crystal are ideal up-converters because both of them can employ noncritical phase matching method and their acceptable angles are bigger than six degree, and nonlinear coefficient of ZnGeP2 can achieve 75 pm/V. The numerical simulation result gives a well theoretical instruction to up-conversion experiment of long wavelength infrared radiation(LWIR).

Key words: long wavelength infrared radiation, nonlinear crystal, frequency up conversion

中图分类号:

TN215

李凯郑小兵李健军. 适于长波红外上转换器的非线性晶体特性研究[J]. 大气与环境光学学报, 2011, 6(5): 382-389.

LI Kai，ZHENG Xiao-bing，LI Jian-jun. Characteristics of Nonlinear Crystal for LWIR Up-Converter[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2011, 6(5): 382-389.