基于周期性疇極化反轉摻鎂鈮酸鋰晶體的寬調諧高功率光參量振蕩器研究.pdf

1、光參量振蕩器具有高轉換效率、寬調諧范圍的特點,可在傳統(tǒng)的基于受激光放大原理工作的激光器所不能達到的波段有效地工作,在國防、生化、環(huán)保及醫(yī)療等領域都有重要的用途。利用雙折射相位匹配的方法制作的光參量振蕩器,由于對晶體切割方向、泵浦光的入射方向及工作環(huán)境,例如工作溫度等有較為嚴格的要求,存在著轉換效率不夠高、調諧范圍小和調諧困難等缺點,限制了光參量振蕩器的應用。利用準相位匹配技術(QPM)制作的光參量振蕩器可以有效地消除以上的限制,是目前光

2、參量振蕩器研究的熱點。
　　 本論文所涉及到的研究工作是在成功地自行制備的大尺寸、均勻周期性疇反轉摻鎂鈮酸鋰晶體(PPMgLN)的基礎之上,制作具有高輸出功率、高轉換效率和寬調諧范圍的光參量振蕩器。我們設計:制作了一個基于單諧振蕩的光參量振蕩器的實驗系統(tǒng),其泵源為聲光調Q的Nd3+:YAG激光器,其調Q頻率在10kHz到50kHz之間可調,輸出波長為1.064.μ m,輸出脈沖寬度為20～30ns。通過仔細調節(jié)光參量振蕩器的一系

3、列參數(shù),我們已經(jīng)獲得了最高輸出功率為4.8W、轉換效率為44％,調諧范圍為1.42-1.73μm和2.76-4.27μm的輸出激光。該光參量振蕩器可以通過簡單地調整晶體的位置,使之工作在不同的反轉周期來達到調諧的目的,同時可利用輔助的溫度調諧,使光參量振蕩器具有大范圍連續(xù)調諧的功能,已經(jīng)具備了實際應用的價值。實驗中,我們還對光參量振蕩器的一些輸出特性,例如光束質量、光譜寬度等參數(shù)進行了測量,測量結果顯示,基于準相位匹配技術的光參量振蕩器

4、具有較好的輸出特性。
　　 本論文同時還利用經(jīng)典電磁理論,在振幅慢變化條件下,采用數(shù)值模擬的方法,就泵浦光為單色平面波的近似情況對由行波腔組成的基于單諧振蕩和雙諧振蕩的光參量振蕩器進行了較為系統(tǒng)的分析。分析的結果表明了在高強度的泵浦光源下,為提高單諧振蕩器的輸出功率和轉換效率,應該盡可能地采用低反射率的輸出鏡和采用束腰半徑較大的泵浦光。模擬還對雙諧振蕩器作了較為仔細的分析,通過對腔內光強的仿真模擬,指出在雙諧振蕩器中,由于腔內同