THE BROADENING OF THE OPTICAL
PARAMETRIC AMPLIFICATION BANDWIDTH CAUSED BY IDLER WAVE
ABSORPTION
Gintaras Valiulis and Arūnas Varanavičius
Laser Research Center, Vilnius University, Saulėtekio
10, 10223 Vilnius, Lithuania
Email: gintaras.valiulis@ff.vu.lt
Received 21 May 2021; revised 30 August 2021; accepted 1 September
2021
The amplification bandwidth of an optical
parametric amplifier (OPA) defines the duration of the signal
and idler pulse. Usually the OPA bandwidth is described by
material dispersion and interaction geometry. The absorption
of interacting waves is detrimental to the amplification
process. However, even in the case of a large linear
absorption of the idler wave it is still possible to get an
effective amplification and a positive effect to the amplifier
bandwidth. In the current work, we investigate the influence
of idler wave linear losses on the OPA bandwidth.
Keywords: optical
parametric amplification, absorption
PACS: 42.65.Ky, 42.65.Yj, 42.25.Bs, 42.79.Nv
OPTINIO PARAMETRINIO STIPRINIMO
JUOSTOS IŠPLITIMAS DĖL SUGERIAMOS ŠALUTINĖS BANGOS
Gintaras Valiulis, Arūnas Varanavičius
Vilniaus universiteto
Lazerinių tyrimų centras, Vilnius, Lietuva
Parametrinio šviesos stiprintuvo formuojamų
impulsų trukmę lemia stiprintuvo stiprinimo juostos plotis.
Parametrinio stiprinimo juostą nusako medžiagos dispersija ir
sąveikos geometrinės ypatybės. Dažniausiai stiprinamų bangų
sugertis yra laikoma žalingu reiškiniu stiprinimo procesui.
Paaiškėjo, kad esant žymiems tiesiniams tik šalutinės bangos
nuostoliams galima gauti net efektyvesnį parametrinį
stiprinimą. Šiame darbe nagrinėjama šalutinės bangos tiesinių
nuostolių įtaka parametriniam stiprinimui. Stiprinimo juosta
buvo vertinama analiziškai sprendžiant tribangės parametrinės
sąveikos lygtis plokščių bangų artinyje, esant
monochromatiniam kaupinimui, neįskaitant kaupinimo
nuskurdinimo. Pateikiami ir parametrinį stiprinimą aprašančių
lygčių sprendimo pavyzdžiai, iliustruojantys sugerties įtaką
stiprinimo juostos pločiui.
References /
Nuorodos
[1] G. Cerullo and S. De Silvestri, Ultrafast optical parametric
amplifiers, Rev. Sci. Instrum.
74(1), 1–18 (2003),
https://doi.org/10.1063/1.1523642
[2] D.D. Lowenthal, CW periodically poled LiNbO
3
optical parametric oscillator model with strong idler
absorption, IEEE J. Quantum Electron.
34(8), 1356–1366
(1998),
https://doi.org/10.1109/3.704319
[3] S.C. Lyons, G.L. Oppo, W.J. Firth, and J.R.M. Barr,
Beam-quality studies of nanosecond singly resonant optical
parametric oscillators, IEEE J. Quantum Electron.
26(5),
541–549 (2000),
https://doi.org/10.1109/3.842095
[4] G. Rustad, G. Arisholm, and Ø. Farsund, Effect of idler
absorption in pulsed optical parametric oscillators, Opt.
Express
19(3), 2815–2830 (2011),
https://doi.org/10.1364/OE.19.002815
[5] J. Ma, J. Wang, P. Yuan, G. Xie, K. Xiong, Y. Tu, X. Tu, E.
Shi, Y. Zheng, and L. Qiani, Quasiparametric amplification of
chirped pulses based on a Sm
3+-doped yttrium calcium
oxyborate crystal, Optica
2(11), 1006–1009 (2015),
https://doi.org/10.1364/OPTICA.2.001006
[6] G. Valiulis, A. Dubietis, and A. Piskarskas, Optical
parametric amplification of chirped X pulses, Phys. Rev. A
77,
043824 (2008),
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.77.043824
[7] G. Arisholm, General numerical methods for simulating
second-order nonlinear interactions in birefringent media, J.
Opt. Soc. Am. B
14(10), 2543–2549 (1997),
https://doi.org/10.1364/JOSAB.14.002543