高轉換效率準相位匹配光學參量轉換及雙波長光學參量產生的研究.pdf

1、結合準相位匹配技術，光學參量轉換--包括光學參量直接產生和光學參量振蕩--是獲得寬調諧、高效率的近紅外和中紅外光源的有效方法。研究光學參量轉換過程的最重要的部分是如何確保泵浦光以及所獲得的信號光和閑頻光之間的相位匹配。與傳統(tǒng)的雙折射相位匹配技術相比，準相位匹配技術的優(yōu)點是很明顯的：可以時刻確保共線的相位匹配；可以獲得很高的轉換效率；可以靈活地對輸出光波長進行精確的調諧。正因為如此，基于準相位匹配技術的各種周期極化晶體已被廣泛地使用在非線

2、性光學頻率變換領域內。周期極化晶體還有一個特別突出的優(yōu)點，就是它們的極化周期可以根據需要進行人為的設計，這樣使得準相位匹配技術也被廣泛地使用在產生太赫茲波的研究當中(用于產生供非線性光學差頻使用的雙波長光源或者直接被用于產生太赫茲輻射)。 本論文所討論的內容主要是基于準相位匹配光學參量轉換的原理而展開的。論文的主要內容以及創(chuàng)新點簡述如下： 1.在實驗中完成了一個基于周期極化鈮酸鋰晶體的高轉換效率、低閾值、高重復頻率的光學

3、參量產生器。從1064 nm泵浦光到信號光的光光轉換效率達到了62.7％，是目前文獻報道中所獲得的最高的轉換效率。 2.研究了使用多周期的周期極化鈮酸鋰晶體作為頻率變換器件的準連續(xù)內腔光學參量振蕩器。信號光平均功率的輸出達到409 mw，對應的從808 nm泵浦光到信號光功率輸出的光光轉換效率為8.8％。 3.設計了一種基于周期極化鈮酸鋰晶體的可調諧雙波長光學參量產生器。首次利用聲光器件將1064 nm泵浦光分為兩束，并

4、將分束后的泵浦光入射到周期極化鈮酸鋰晶體不同的極化周期部分，從而獲得雙波長光的輸出。以這種泵浦方式獲得雙波長光輸出的設計未見過報道。 4.研究了使用內腔光學參量振蕩器獲得雙波長光的輸出。在同一個光學參量振蕩器腔內放入兩塊同樣的周期極化鈮酸鋰晶體作為頻率變換器件，并可以對輸出的雙波長光信號的波長進行分別調諧。以這種方式獲得可調諧雙波長輸出的研究也是首次提出。 5.在理論上討論了基于Slant-Stripe-Type結構的周