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文檔簡介
1、準相位匹配技術(QPM)是非線性光學頻率變換領域中的一個重要組成部分,以其轉(zhuǎn)換效率高、調(diào)諧方式靈活的特點受到眾多科學家的青睞。基于共線準相位匹配的光學參量過程(包括光學參量振蕩OPO和光學參量產(chǎn)生OPG)是獲得高效可調(diào)諧光源的重要手段之一。利用共線QPM-OPO/OPG,可以使以往傳統(tǒng)雙折射相位匹配無法達到的目標成為可能,使可調(diào)諧光源更好地為其他科研領域和應用領域服務。本文的研究工作集中在利用共線QPM-OPO或OPG實現(xiàn)可調(diào)諧的雙波長
2、激光、近紅外激光、中紅外激光、窄線寬激光幾個方面,這些激光器在氣體檢測、污染監(jiān)測、軍事紅外對抗、通信、科學研究等方面具有重要的應用前景。 本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點歸納如下: 1.在理論上提出反向倒格矢的概念,對-1階準相位匹配過程的調(diào)諧特性進行分析和計算,并引入后向波OPO的概念,對共線準相位匹配參量互作用的各種匹配形式進行系統(tǒng)總結(jié),給出在各匹配形式下共線準相位匹配的周期調(diào)諧特性; 2.對QPM雙信號光OPO進行理
3、論與實驗研究。考慮泵浦光焦點位置對雙信號光輸出功率比例的影響,給出雙信號光OPO中獲得同比例輸出的條件。采用雙周期極化晶體,共用一個OPO諧振腔,通過溫度和周期調(diào)諧,可以獲得波長間隔在2.5 nm~69.1 nm間調(diào)諧的雙波長。在重復頻率50kHz、泵浦功率為3W時,雙信號光的平均輸出功率最高可達169.6mW。這是首次將周期極化晶體應用到雙晶體雙信號光QPM-OPO的實驗研究; 3.進行種子注入鎖定共線QPM-OPO的實驗研究
4、。首先采用半導體單端泵浦環(huán)行腔單頻1064nm Nd:YVO4激光器,獲得9W連續(xù)輸出的單頻1064nm激光,光-光轉(zhuǎn)換效率為36.6%。功率水平在單端泵浦的單頻激光器方面處于國內(nèi)領先水平。然后在激光器中,加入聲光Q開關提高峰值功率,泵浦種子注入鎖定的共線QPM-OPO,獲得1510nm~1630.8nm的可調(diào)諧窄線寬相干光,輸出線寬達到測量儀器的分辨極限0.06nm,信號光的平均輸出功率最高可達56.9mW; 4.對半導體泵浦
5、的準相位匹配內(nèi)腔OPG進行理論與實驗研究。根據(jù)光學參量產(chǎn)生的耦合波方程以及聲光Q開關運轉(zhuǎn)的四能級系統(tǒng)速率方程,分析內(nèi)腔OPG過程的動態(tài)特性以及輸入輸出特性。并采用Nd:YVO4晶體為激光介質(zhì),以PPLN為非線性晶體進行了準相位匹配內(nèi)腔光學參量振蕩的實驗研究,實驗獲得1.497~1.517μm的可調(diào)諧激光輸出,最高平均輸出信號光功率達330mW,從半導體泵浦光到信號光的轉(zhuǎn)換效率達5.5%; 5.采用PPMgLN晶體,進行室溫運轉(zhuǎn)中
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