高轉(zhuǎn)換效率準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量轉(zhuǎn)換及雙波長(zhǎng)光學(xué)參量產(chǎn)生的研究.pdf

1、結(jié)合準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，光學(xué)參量轉(zhuǎn)換--包括光學(xué)參量直接產(chǎn)生和光學(xué)參量振蕩--是獲得寬調(diào)諧、高效率的近紅外和中紅外光源的有效方法。研究光學(xué)參量轉(zhuǎn)換過(guò)程的最重要的部分是如何確保泵浦光以及所獲得的信號(hào)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(shù)相比，準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的：可以時(shí)刻確保共線的相位匹配；可以獲得很高的轉(zhuǎn)換效率；可以靈活地對(duì)輸出光波長(zhǎng)進(jìn)行精確的調(diào)諧。正因?yàn)槿绱?，基于?zhǔn)相位匹配技術(shù)的各種周期極化晶體已被廣泛地使用在非線

2、性光學(xué)頻率變換領(lǐng)域內(nèi)。周期極化晶體還有一個(gè)特別突出的優(yōu)點(diǎn)，就是它們的極化周期可以根據(jù)需要進(jìn)行人為的設(shè)計(jì)，這樣使得準(zhǔn)相位匹配技術(shù)也被廣泛地使用在產(chǎn)生太赫茲波的研究當(dāng)中(用于產(chǎn)生供非線性光學(xué)差頻使用的雙波長(zhǎng)光源或者直接被用于產(chǎn)生太赫茲輻射)。 本論文所討論的內(nèi)容主要是基于準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量轉(zhuǎn)換的原理而展開(kāi)的。論文的主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)簡(jiǎn)述如下： 1.在實(shí)驗(yàn)中完成了一個(gè)基于周期極化鈮酸鋰晶體的高轉(zhuǎn)換效率、低閾值、高重復(fù)頻率的光學(xué)

3、參量產(chǎn)生器。從1064 nm泵浦光到信號(hào)光的光光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了62.7％，是目前文獻(xiàn)報(bào)道中所獲得的最高的轉(zhuǎn)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(zhǔn)連續(xù)內(nèi)腔光學(xué)參量振蕩器。信號(hào)光平均功率的輸出達(dá)到409 mw，對(duì)應(yīng)的從808 nm泵浦光到信號(hào)光功率輸出的光光轉(zhuǎn)換效率為8.8％。 3.設(shè)計(jì)了一種基于周期極化鈮酸鋰晶體的可調(diào)諧雙波長(zhǎng)光學(xué)參量產(chǎn)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(zhǎng)光的輸出。以這種泵浦方式獲得雙波長(zhǎng)光輸出的設(shè)計(jì)未見(jiàn)過(guò)報(bào)道。 4.研究了使用內(nèi)腔光學(xué)參量振蕩器獲得雙波長(zhǎng)光的輸出。在同一個(gè)光學(xué)參量振蕩器腔內(nèi)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(duì)輸出的雙波長(zhǎng)光信號(hào)的波長(zhǎng)進(jìn)行分別調(diào)諧。以這種方式獲得可調(diào)諧雙波長(zhǎng)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(jié)構(gòu)的周