全固態(tài)激光器抽運(yùn)的PPRTA光參量振蕩器特性的研究.pdf

1、本課題研究來(lái)源于北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目。對(duì)基于周期極化砷酸鈦氧銣(PPRTA)晶體的準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量振蕩器(QPM-OPO)的特性進(jìn)行了深入的理論分析。 研究的內(nèi)容主要圍繞著以下幾個(gè)方面： 1．闡述了課題研究的背景和意義。對(duì)全固態(tài)激光器、準(zhǔn)相位匹配技術(shù)和周期極化晶體光學(xué)參量振蕩器的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展作了簡(jiǎn)要的概述。闡述了適合半導(dǎo)體激光器(LD)抽運(yùn)的摻Y(jié)b<'2+>激光晶體的特性以及基于PPRTA晶體的光學(xué)參量振蕩器的國(guó)內(nèi)

2、外研究進(jìn)展。 2．詳細(xì)討論了Yb：YAG激光晶體的能級(jí)結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性，通過(guò)建立準(zhǔn)三能級(jí)激光系統(tǒng)的理論模型，得到了穩(wěn)態(tài)條件下Yb：YAG全固態(tài)激光器的輸出特性。利用MATLAB程序語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了全面的分析。 3．論述了QPM技術(shù)和OPO運(yùn)轉(zhuǎn)的基本原理，以單諧振OPO(SRO)為例，對(duì)QPM-OPO的抽運(yùn)閾值和轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了分析。通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，討論了增益介質(zhì)長(zhǎng)度、輸出鏡反射率、循環(huán)占空比和信號(hào)

3、光波長(zhǎng)對(duì)參量振蕩的閾值的影響以及增益介質(zhì)長(zhǎng)度、循環(huán)占空比和輸入的抽運(yùn)光強(qiáng)度超過(guò)SRO起振的抽運(yùn)光閾值強(qiáng)度的倍數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響。 4．詳細(xì)介紹了新型非線性光學(xué)晶體RTA的晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性，并與KTP晶體和LN晶體作了簡(jiǎn)單的比較?；谥芷跇O化晶體的Sellmeier方程和準(zhǔn)相位匹配理論，對(duì)周期極化晶體的倍頻容差特性和準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量振蕩器的參量調(diào)諧特性與容差特性進(jìn)行了理論分析。通過(guò)MATLAB數(shù)值模擬計(jì)算，獲得了PPRTA晶體

4、的極化反轉(zhuǎn)光柵周期、晶體溫度和基頻光波長(zhǎng)等參量的倍頻容差特性的理論調(diào)諧曲線，并且與PPKTP晶體和PPLN晶體的倍頻容差調(diào)諧特性進(jìn)行了比較；得到了基于PPRTA晶體光學(xué)參量振蕩的調(diào)諧特性與極化反轉(zhuǎn)光柵周期、晶體溫度和抽運(yùn)光波長(zhǎng)等參量的理論關(guān)系曲線。并且與基于PPKTP晶體和PPLN晶體光參量振蕩的倍頻容差特性和參量調(diào)諧特性進(jìn)行了比較，對(duì)上述三種晶體的參量調(diào)諧特性的區(qū)別進(jìn)行了分析，得出了PPRTA晶體的參量調(diào)諧特性優(yōu)于PPKTP晶體和PP