Широкополосная генерация разностной частоты среднего ИК диапазона в ниобате лития, легированном MgO с концентрацией 5 мол. %, с периодической или апериодической доменной структурой

Теоретически исследована широкополосная генерация разностной частоты (ГРЧ) среднего ИК диапазона в периодически поляризованном кристалле ниобате лития, легированном MgO с концентрацией 5 молекулярных процентов, на основе фазового квазисинхронизма (ФКС) с согласованием групповых скоростей (СГС) волны накачки и холостой волны для eee-взаимодействия. Вблизи центральной длины волны 3.4 мкм при фиксированной длине волны сигнального излучения 1.550 мкм (или длине волны излучения накачки 1.064 мкм) ширина полосы генерации составляет 282.3 нм (35.4 нм), а требуемый период доменной структуры равен 30.26 мкм (30.25 мкм). Предложен метод расширения полосы ФКС ГРЧ с плоской вершиной, обеспечивающий СГС на длине волны холостого излучения в ниобате лития того же состава с апериодической доменной структурой. Эта структура была оптимизирована с помощью генетического алгоритма, регулирующего ее параметры. Показано, что в условиях СГС при фиксированной длине волны сигнального излучения 1.550 мкм максимальная ширина полосы для холостой волны составляет 1045.9 нм, а при фиксированной длине волны накачки 1.064 мкм она равна 96.6 нм. Обсуждается также компромисс между расширением спектра генерации и снижением приведенного эффективного коэффициента нелинейности и, следовательно, эффективности преобразования в разностную частоту.