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技术指南：Covesion 和频（SFG）晶体 —— 激光冷却与俘获专用

2026-08-03

文章来源：富泰科技

原文出处：https://covesion.com/en/2020/09/30/covesion-sfg-crystals-for-laser-cooling-and-trapping/

Covesion 是英国专业非线性光学厂商，深耕周期极化晶体二十余年，产品被大量冷原子顶刊实验采用。核心优势：高精度光栅工艺、高抗光损伤 MgO:PPLN 晶体，支持光栅 / 尺寸 / 镀膜全定制；配套温控炉、耦合组件一站式供货，工程师可提供光路仿真调试支持。全系产品：MSFG 和频晶体、MSHG 倍频晶体、PPLN/PPKTP、光纤波导、精密温控系统、原子冷却集成光源。

产品概述

Covesion 系列的 MSFG 和频晶体广泛应用于量子光学系统。这类系统需要窄线宽激光器来实现特定的原子跃迁，从而实现原子、离子的操控与冷却。通过使用高功率光纤泵激光器在MgO：PPLN晶体中产生和频，可以轻松实现瓦特级功率的冷却激光器。

以MSFG626 晶体为例：采用 1051 nm、1550 nm 两路泵浦激光入射晶体，可和频产生 626 nm 光源；该 626 nm 输出光再通过 BBO 晶体倍频，即可得到匹配⁹Be⁺（铍离子）跃迁能级的 313 nm 激光。同样，MSHG637 晶体可将 1560 nm、1077 nm 泵浦光和频为 637 nm 光源，经倍频后用于铯原子冷却实验。

MSFG 全系列晶体参数表

高效和频的光路设计要求

为了实现高效的SFG，理想情况下，两束泵浦光采用共焦聚焦入射 PPLN 晶体（即晶体长度与共焦参数比值取 1)，且两路泵浦光功率基本相等。注意：针对高功率光束，建议采用宽松聚焦方式，避免出现逆转换效应或晶体损伤。

以 1051 nm + 1551 nm 和频生成 626 nm 为例，转换效率可达 3.5%~2.5%/(W⋅cm)。转换效率 η 定义式为：

其中，P 为各波长输入光功率，l 为晶体长度。Lo 等人实验中，使用 8.5 W（1051 nm）与 8.3 W（1551 nm）泵浦光，最终得到 7.2 W 的 626 nm 输出光，总转换效率 44%；实验采用 40 mm 长、0.5 mm 厚晶体，工作温度 180 ℃，光斑半径（1/e²）58 μm。

经典实验案例汇总

参考文献

1. H.-Y. Lo et al., Applied Physics B, doi:10.1007/s00340-013-5605-0, 2013

2. A. C. Wilson et al., Applied Physics B, Vol.105, No.4, pp.741–748, 2011

3. J. Wang et al., Optics Communications, Vol.370, pp.150–155, 2016