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largesmoke鐵蟲 (初入文壇)
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[求助]
光學(xué)實(shí)驗(yàn)上碰到麻煩了，求師兄師姐們幫幫忙啊！小貓?jiān)诖税葜x了！
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| 用BBO倍頻了800nm的光，得到800,400的雙色場，然后再聚焦進(jìn)真空腔，由于真空腔窗口片800、400nm的光色散不一樣，使得在焦點(diǎn)出不重合，窗口片厚度大約1mm，請問用什么物質(zhì)可以補(bǔ)償窗口片引起的色散，能給出計(jì)算這種問題的公式和系數(shù)嗎？我先謝謝各位師兄師姐了，順祝大家生活快樂萬事如意！ |
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1. 我沒聽過 BBO 分為 alfa 和beta 型啊，我只聽過β-BaB2O4，就是BBO， 有 type-I, type-II，是根據(jù)切割角度不同。一般倍頻用的是type-I,切割角度大約是 29度。type-II，好像是和頻差頻用的--不是特別清楚。BBO只是一個(gè)倍頻晶體，不進(jìn)行色散補(bǔ)償。而是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，BBO和其它光學(xué)器件會引入一定的色散，需要用其它的元件來補(bǔ)償。具體就是方解石calcite。方案那篇nature physics 寫的都比較清楚。經(jīng)過色散元件后，紅光比藍(lán)光跑的快（群速度大），就是紅光的n小，藍(lán)光的n大---對于一般的光學(xué)器件在可見光波段都是這樣。這導(dǎo)致紅光與藍(lán)光在時(shí)間上不重合。但對于雙折射晶體，就有兩個(gè)折射率，ne和no。而 對于方解石，有400nm o光的群速度大于 800nm e光的群速度，就可以便基頻光和倍頻光在時(shí)間上重合。---不知道說的清楚不清楚。 2.這個(gè)問題我也考慮過。你可以參考別人做雙色場的文章啊�？磏ature physics上好像是用凹面鏡做的。其實(shí)你可以找一下資料，看透鏡引起的色差（焦點(diǎn)不同）有多少。如果色差遠(yuǎn)小于瑞利長度的話就沒問題了。 另外有一個(gè)網(wǎng)站可以查到幾乎所有光學(xué)材料的色散：http://refractiveindex.info/ ，希望對你有用。 最后，我不是做阿秒的。我的研究方向是強(qiáng)場電離，有一段時(shí)間調(diào)研過雙色場的實(shí)驗(yàn)方案，但最終沒實(shí)驗(yàn)就畢業(yè)了。 |
9樓2014-09-11 00:26:51
largesmoke
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β-BBO確實(shí)是分type-I和type-II的，對于800nm，應(yīng)該是用type-I的，我們的切割角度是19.8°。之前我曾經(jīng)見過用OPA做倍頻的實(shí)驗(yàn)，通過轉(zhuǎn)β-BBO與激光的角度從而實(shí)現(xiàn)對不同頻率的激光（1200nm，1500nm，1800nm）的相位匹配來進(jìn)行倍頻。 至于a-BBO，我猜測本質(zhì)上和β-BBO是一樣的， “High temperature form BBO (α-BaB2O4) is an excellent negative uni-axial birefringent crystal. It has large birefringence coefficient and good transmission over a broad range, from 189nm to 3500nm. Unlike ß-BBO, α-BBO is not useful for NLO application due to the centric symmetry with its crystal structure. α-BBO is excellent crystal in Glan Taylor, Glan Laser and Glan Thompson polarizer as well as walk-off beamsplitters, especially for high power and UV polarizers. This is due to their unique UV transparency, good mechanical properties and high damage threshold. Union Optic manufactures many Glan polarizers and beam displacers from high quality α-BBO crystals for UV and high power operations.” 通過Sellmeier方程可以計(jì)算出a-BBO是負(fù)色散的，其實(shí)和方解石效果是一樣的~我也不知道哪種好，但是我們實(shí)驗(yàn)室里面一般都是用a-BBO來補(bǔ)償石英什么的。 我計(jì)算800o光和400e光，在切割角度為19.8°的type-I型β-BBO，no800=1.6606，ne400=1.6605，是滿足相位匹配的。但是利用refractiveindex（那個(gè)網(wǎng)站我也上過，謝謝師兄了~）上面的Sellmeier公式，你可以發(fā)現(xiàn)800的o光和400的e光折射率并不一樣。而且只提供了BBO的該公式。而我在商家的介紹里面才找到對于a-BBO和β-BBO的折射率計(jì)算公式，雖然很接近但還是不一樣。但我畢竟不是做BBO的，好多還是不是很清楚。 凹面鏡聚焦我覺得Dudovich肯定有什么竅門在里面，我比較會調(diào)透鏡，凹面鏡恐怕不能調(diào)得像透鏡那么好，我本身做諧波的，相位匹配聚焦條件比較麻煩的，凹面鏡不太有經(jīng)驗(yàn)。理想中還是用透鏡聚焦之后再透鏡后面加一堆東西來變偏振調(diào)重合，不知道師兄知道國內(nèi)哪家凹面鏡做的比較好？凹面鏡小角度入射有什么技巧嗎？ |
11樓2014-09-11 01:04:45
2樓2014-09-08 22:05:26
largesmoke
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5樓2014-09-09 11:22:33
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焦點(diǎn)不重合？如果是焦點(diǎn)不重合應(yīng)該叫色差吧？因?yàn)?00nm 和400nm色散不同，經(jīng)過透鏡聚焦后的焦點(diǎn)會有一點(diǎn)差異。但這個(gè)差異應(yīng)該比較小啊，我還沒看到別人關(guān)注過這個(gè)問題。 你說的問題比較像經(jīng)過色散介質(zhì)，800nm 與400nm的光在時(shí)間上不重合。這個(gè)問題在雙色場的實(shí)驗(yàn)很常見，如：http://www.nature.com/nphys/journal/v2/n11/full/nphys434.html 如果是這個(gè)問題，我們還可以詳聊。 |
6樓2014-09-10 12:18:05
largesmoke
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7樓2014-09-10 12:35:20
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和她們做的類似的，看來師兄也是做諧波阿秒的啊~ 我現(xiàn)在有些疑問，想向師兄討教一下， 1.a-BBO和b-BBO的折射率公式是幾乎一樣的，但是實(shí)際上用于倍頻800nm光的b-BBO切割角度是19.8度，是不是兩者的區(qū)別在于切割角度上面？如果純按照那個(gè)sem……公式計(jì)算，800的o光和400e光的折射率并不一樣，那么相位匹配怎么實(shí)現(xiàn)呢。不知道師兄對BBO是否了解，我理解中，b-BBO切割角不一樣，從而可以實(shí)現(xiàn)對不同頻率的光進(jìn)行倍頻。如果b-BBO和a-BBO結(jié)構(gòu)一樣只是切割角度不一樣，那么是不是可以通過轉(zhuǎn)b-BBO來實(shí)現(xiàn)對負(fù)色散的補(bǔ)償？晶體我不太懂，問題可能比較蠢……麻煩師兄了 2.其實(shí)透鏡對800,400雙色場進(jìn)行聚焦時(shí)比較麻煩的，如果雙色場過透鏡的話兩者的焦點(diǎn)是肯定不重合的，當(dāng)然，我的光斑比較大，可能光斑小一點(diǎn)會好一點(diǎn)。解決辦法我考慮的是先用透鏡聚焦，然后在透鏡后面加b-BBO，再進(jìn)真空腔，當(dāng)然這時(shí)候800和400偏振垂直，對做諧波實(shí)驗(yàn)不好的。所以我考慮實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方案，一個(gè)是還是用透鏡聚焦，用長焦透鏡，后面加b-BBO倍頻，然后用雙波長波片轉(zhuǎn)偏振，然后再用a-BBO把時(shí)間調(diào)重合，這種方案的問題就是空間太小，所以我想精確計(jì)算出各個(gè)材料引起的色散，用盡量薄和少的東西來實(shí)現(xiàn)偏振的轉(zhuǎn)換以及時(shí)間空間上的重合；還有一種就是前面一個(gè)師兄說的，就是在聚焦之前直接倍頻，轉(zhuǎn)偏振，調(diào)重合，這時(shí)候肯定不能用透鏡，所以要用凹面鏡來聚焦。但是凹面鏡也有問題，那就是400nm的光容易將鍍銀的鏡子打壞，而且我考慮要變光的偏振，實(shí)際上銀對于不同偏振的光的反射率有差率。現(xiàn)在是各種兩難，想聽聽師兄你的意見。 |
8樓2014-09-10 12:55:18
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其實(shí)關(guān)于bbo，你可以至福晶的網(wǎng)上去看看。BBO 是中國人值得自豪的發(fā)現(xiàn)： http://gb.castech.com/ |
10樓2014-09-11 00:28:40
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