J. Phys. France 46, 2083-2091 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:0198500460120208300

c.w.-intracavity difference frequency generation (I.D.F.G.) by non-collinear mixing of three waves in two laser resonators

Tran-Ba-Chu, R. Fischer¹ et A.J. Bouvier<sup>2

1</sup>  Zentralinstitut für Optik und Spektroskopie, Akademie der Wissenschaften der D.D.R., Rudswer Chaussee 6, D.D.R. 1199 Berlin-Adlershof, G.D.R.
²  Laboratoire de Spectrométrie Ionique et Moléculaire, Université Lyon I, Bât. 205, 43 Bd du 11 Novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
The theory of intracavity c.w.-difference frequency generation (I.D.F.G.) has been studied by a non-collinear mixing of three waves in two laser resonators. It is shown that, using optimal coupling and focusing methods, the c.w.-I.R. output power can be of several tens of mW in practice, due to the high field intensities of the signal and pump waves within the cavities and the parametric amplification effect. Under optimal conditions, the I.D.F.G. gives a stable and large output power of the generated difference frequency wave in comparison with the other D.F.G. system working under the same conditions. Numerical results have been obtained for an I.D.F.G. using a non-collinear phase-matching K.D.P. crystal placed in c.w.-ring dye- and YAG-laser cavities. The analysis has shown its advantages for high resolution spectroscopy.

Résumé
Nous avons étudié la théorie de la génération intracavité d'onde par différence de fréquence en régime continu en effectuant le mélange de trois ondes non colinéaires dans deux lasers. On montre qu'en utilisant les méthodes de couplage et focalisation optimales, la puissance de sortie de la radiation infrarouge générée peut atteindre quelques dizaines de milliwatts, en raison de l'effet du champ laser dans les deux cavités et de celui de l'amplification paramétrique. Aux conditions optimales, le système d'I.D.F.G. donne une puissance de sortie de l'onde générée élevée et stable en comparaison avec les autres systèmes de D.F.G. opérant dans les mêmes conditions. Des résultats numériques ont été obtenus en se basant sur un système d'I.D.F.G. utilisant le cristal KDP (synchronisation de phase non colinéaire) placé dans les deux cavités du laser YAG continu et du laser à colorant continu en anneau. L'analyse a montré l'avantage de ce système pour étudier la spectroscopie à haute résolution.

PACS
4260D - Resonators, cavities, amplifiers, arrays, and rings.
4255R - Doped-insulator lasers and other solid state lasers.

Key words
dye lasers -- laser cavity resonators -- optical frequency conversion -- potassium compounds -- ring lasers -- solid lasers