Frequenzverdopplung - halbierung

[Dr.Ulli]

Hier ein toller Link zur Frequenzverdopplung und Halbierung, bzw. nichtlinearen Optik:

(aus dem Labor, das ich an der Uni damals "unter" mir hatte... )

http://www.uni-duisburg-essen.de/fb8/fb ... aterie.pdf

Grüße!

[miokka]

Hi Dr Ulli

Hab eine Offerte für ein BiBO-Kristall und möchte möglichst mix bestellen, das ich dann nicht anwenden kann. Dies wenn möglich mit theoretischer Unterstützung (eben Bücher) und nicht durch reines Basteln (dann müsste ich das ding ja bereits gekauft haben)
Es geht mir allso vorerst darum, mein Wissen aufzupolieren, damit ich dann entscheiden kann ob das eine Nummer zu gross ist für mich...

Hast du da ein Tip für ein Buch das mir am weitesten helfen kann?

Gruss und Danke
Matthias

[Dr.Ulli]

Schau mal in der Literaturliste von dem Vortrag (Link oben)....

Fachliteratur ist aber seeeehr teuer....am besten mal in einer UNI-Bilbliothek stöbern...müsste als Gast möglich sein.....

Demtröder und Bergman-Schäfer sind Klassiker....(wobei der Bergman Schäfer besser für allgemeine Fragen der Optik ist).

Was willste denn überhaupt mit dem BiBO machen????

Ansonsten Googeln...

[miokka]

Hi
Ich bin mir eine Cavity am zusammenbasteln mit einem 940nm Pumplaser und einem BiBO-Kristall...
Daten des BiBO nach Offerte:
BiBO Typ: 1, SHG 940nm
surface: AR/AR-940/470
Grösse: 5x5x5mm

Was mir fehlt ist eine Anleitung die weniger die Theorie der SHG sondern eher die Praxis aufzeigt.
Ich kann mit den weiteren Angaben wie: theta=161.3deg und deff 3.36E0pm/V eher wenig anfangen...

allerdings bin ich mir wirklich nicht mehr ganz sicher, ob ich das noch versuchen soll... Die Kosten für 1.5W Pumplaser und Kristall sind bereits bei ca. 750Euro, und wenn's dann nicht funzt, ist das dann viel Geld im Sand...

Gruss
Matthias

[Dr.Ulli]

Für "Spielereien" muss man sowiso häufig viel Lehrgeld bezahlen...wenn man sich nicht sicher ist, lieber die Finger davon lassen....

Noch ne Frage : Du meinst bestimmt BBO (BariumBorat) und nicht BiBO??? BBO ist ein sehr effizienter nichtlinearer Kristall (höhere Nichtlinearität als KTP) - ansonsten - was ist BiBO? WismutBorat?

Theta wird der Winkel zur optischen Achse sein, für die bei 940nm Grundwelle die 470nm Oberwelle die Phasenanpassungsbedingung erfüllt (Da fehlt eigentlich noch ne Temperaturangabe).
deff ist der effektive Nichtlineare Koeffizient.

Ich weiss jedoch nicht viel über die Eigenschaften von BBO - oft sind die Kristalle z.B. hygroskopisch und müssen unbedingt vor Luftfeuchtigkeit geschützt werden....

Was für ein "Pump"-laser soll´s denn sein? Eine halbwegs gute Strahlqualität ist wohl schon nötig, sonst könnte man ja direkt Laserdioden verdoppeln.....

Ich würd mir für das Geld sowiso gleich nen fertigen Laser kaufen.....oder ein gutes Buch über Nichtlineare Optik um mich vorher vernünftig in die Materie einzuarbeiten...ohne Theorie gehts halt oft nicht, wenn man es richtig machen möchte.

Übrigens scheinen mir die Maxwellschen Gleichungen in dem Link oben nicht ganz korrekt zu sein!!! Da steht auf Seite 10: div B = 0 (korrekt! - aber das bedeutet dass das magnetische Feld (B) keine Monopole hat) und div D = 0 ist falsch, es muss doch heissen div D = rho (nicht 0 - Quelle elektrischer Felder (D) sind Ladungsdichten (rho)).

[miokka]

Hi
BiBO oder genauer BiB3O6.
gesehen hier:
http://www.photonics.com/content/spectr ... 77600.aspx

und vorher hier:
http://www.photonics.com/content/spectr ... 77431.aspx

weiter hier:
http://www.crystech.com/products/crysta ... s/BIBO.htm

als letztes hier
http://www.redoptronics.com/BIBO-crystal.html

Hab ne Offerte hier von Photox (England): (darf ich hier Preise posten?)

Der Laser ist ein SPL 2F94-2S von Osram... Vielleicht bin ich da auch schon auf dem Holzweg. Ist ein Laser für Fasereinkopplung. Die Strahldaten sollten damit eigentlich gut sein (oder?).

Danke für die Hilfe
Gruss
Matthias

[afrob]

Welche Effizienz erwartest du so? 0,5 - 1mW Blau halte ich für realistisch.

Grüsse,
afrob

[miokka]

Wenn man den Angaben der verlinkten Seiten nach rechnet (Angaben gehen ja bis anscheinend maximal 54%), sind 700mW - 1W sehr realistisch...
Dazu müsste ich allerdings alles richtig machen. So ganz ohne Probleme wird das nicht abgehen. Wenn ich 500mW hinkriege bin ich schon mal von mir selbst überrascht und darum glücklich.

Wenn's dann funktioniert, habe ich einen 500mW blau für ca. 1200Euro (ohne Treiber). Wäre mal eine richtige Einsparung gegenüber einem gekauften.

Eine Angabe die ich noch nirgens gefunden habe ist die optimale Temperatur für die Kristalle.

Werde mich also weiter ins Thema einlesen und wenn die Finanzen stimmen mal einen Versuch starten.
[Traummodus an]
Könnte ja auch einfach mit einer um einiges kleineren Leistung der Pumpdiode starten (350Euro für die LD ist recht viel). Den Kristall kann ich ja auch mit 100mW Pumpen. Bei gleicher Bauform könnte ich dann nur die LD aufmotzen und los geht's.
[Traummodus aus]

Gruss
Matthias

[afrob]

Vor den 50% hast du "Traummodus an" vergessen.

SHG ist wie wenn du die Stereoanlage soo laauut aufdrehst bis es scheppert (=nichtlinere Effekte). Bei leiser Musik scheppert es eben nicht.

Für Effiziente SHG braucht es also eine hohe Leistungsdichte. Die bekommt man entweder
-indem man den Laser pulst. Die Pulsleistung ist wesentlich höher als die CW-Leistung. In dem einen Paper mit dem 54% Wirkungsgrad wurde mit einem Ti:Sapphire Laser mit 2,5ps Pulsen gepumpt. Das ergibt bei 1,9W durchschnittlicher Leistung eine Pulsleistung von 10400 W.
oder
-indem man die Frequenzverdopplung in einem Laser-Resonator durchführt. Der Resonator hat für die entsprechende Wellenlänge eine sehr hohe Verstärkung. Bei gängigen DPSS-Lasern sind das wenige bis wenige hundert Watt an CW-Leistung, die da so im Kreis resonieren.
und
-indem man die Laserstrahlung fokussiert.

Die direkte verdoppelung von Laserdioden ist schwierig. Da braucht man die effizientesten Kristalle. Critical phase matching geht sowieso nicht weil die Wellenlänge der Diode viel zu sehr driftet.

Grüsse,
afrob

[miokka]

Kennt jemand dieses Buch?
http://www.amazon.de/Solid-State-Engine ... F8&s=books

Mir scheint es währe für mein Vorhaben das passendste...

Gruss
Matthias

[jojo]

Die Osram-Diode direkt verdoppeln, wird nix.
Wenn das mit den recht billigen 940er Dioden so leicht gehen würde, hätten es andere schon getan.

Eine effektive Direktverdopplung geht am besten mit PPLN (periodisch gepoltes Lithiumniobat). Ist aber sauteuer.
Dazu sollte das ganze möglichst "Intra-cavity" erfolgen.

Ein Beispiel ist http://www.novalux.com/display/necsel.php

Die holen bis zu 50% Effizienz aus den Dioden raus.
Aber maximal 100mW, weil die Dioden singlemode sind (mit max. 200mW).

Joachim

[Dr.Ulli]

Wie afrob schon treffend geschrieben hat: Man braucht eine hohe Leistungsdichte um überhaupt in den nichtlinearen Bereich zu kommen!
(So, dass die Boxen scheppern.... )
Daher kann man ("normale") Dioden nicht so einfach verdoppeln....

Außerdem ist die Phasenanpassung (von Grund und Oberwelle) enorm wichtig, weil sonst auch der beste NL-Kristall unter ungünstigen Bedingungen und trotz hoher Leistungsdichte nix verdoppeln würde (zwar intern schon, aber nicht nach aussen....Darüber ist man ja überhaupt auf die periodisch gepolten Strukturen gekommen...
Intra-Cavity ist eben wegen der nötigen Leistungsdichte oft die Methode der Wahl.

@JoJo: interessanter Link! Danke!

[miokka]

Ok, Danke

Genau darum brauche ich ein Buch...
Mir ist noch lange nicht alles so klar, dass ich damit loslegen könnte.

Ihr kennt also das oben erwähnte Buch nicht?
Mir scheint, es währe das richtige...

Gruss
Matthias

[demophobie]

Übrigens scheinen mir die Maxwellschen Gleichungen in dem Link oben nicht ganz korrekt zu sein!!! Da steht auf Seite 10: div B = 0 (korrekt! - aber das bedeutet dass das magnetische Feld (B) keine Monopole hat) und div D = 0 ist falsch, es muss doch heissen div D = rho (nicht 0 - Quelle elektrischer Felder (D) sind Ladungsdichten (rho)).

Kommt das nicht einfach daher dass in Isolatoren j=0. Damit folgt dann mit der Kontinutiätsgleichung dass roh=const. Und da man sich eh nicht für stationäre Felder interssiert, setzt man roh=0. Sie schreibt darüber ja auch, dass sie es einfach vorraussetzt.

Gruß, Demophobie

[Dr.Ulli]

OK...rho=const seh ich ein....dennoch sind die Beschreibungen neben den Gleichungen schlichtweg falsch!

[afrob]

Manchmal ist die Prosa um die Gleichungen herum auch ganz aufschlussreich:

Dabei setzen wir direkt ein Dielektrikum mit der Ladungsdichte ρ=0, der Leitfähigkeit σ=0 und der magnetischen Permeabilität μr=1 voraus.

Grüsse,
afrob