周期脉冲薄膜锂矿钽中的瓦特级二次谐波产生

二次谐波产生 (SHG) 是现代激光技术中基本的工具，使其能够实现对远程光带的相干频率转换，作为自参考亚秒激光和正交压缩光源的基础。目前最先进的 SHG 依赖于 bulk 晶体和脊纤波导，尽管在 bulk 晶体中 CW SH 效率受限于短的相互作用长度和较大的模式面积。脊纤波导性能更好，泵浦功率要求更低，但必须跨越数厘米才能提供高输出功率，这会使制造复杂且限制带宽。最近，基于周期脉冲薄膜锂氮化物集成光子电路的 SHG 引起了广泛关注，由于更强的光模式局限， CW 泵浦下的 SHG 效率提升数个数量级。然而，锂氮化物的光学损伤阈值较低，即使在掺 MgO 衍生基片上也难以实现瓦特级输出功率。本文克服了这一挑战，展示了 7 mm 长的周期脉冲薄膜锂矿钽 (PPLT) 脊波导在 CW 条件下实现高 SH 输出，产生功率超过 1 W，输出功率在 775 nm 下超过 0.5 W，泵浦功率为 4.5 W。PPLT 相对于 PPLN 具有更高的光学损伤阈值，可实现瓦特级运行。通过优化电极几何和脉冲条件，我们获得了可重复的脉冲，尽管锂矿钽的 coercive field 接近 MgO 掺锂氮化物的四倍。尽管其有效非线性性质 5 倍以下，但我们在短脊波导下实现了瓦特级 CW 输出，展示了 PPLT 电路在集成激光、量子光子学、AMO 物理、光钟和频率计量学中的高功率应用潜力。