固體相干反斯托克斯拉曼頻移器理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、相干反斯托克斯拉曼散射的研究能夠?qū)崿F(xiàn)頻率的上轉(zhuǎn)換,生成具有應(yīng)用價(jià)值的相干光.,進(jìn)一步擴(kuò)展相干光譜范圍。現(xiàn)有文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)道大多數(shù)是利用氣體拉曼介質(zhì)。相比于氣體拉曼介質(zhì),拉曼晶體具有增益高、熱傳導(dǎo)性好、體積小等的優(yōu)點(diǎn),以晶體作為拉曼介質(zhì)的固體激光器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
　　對(duì)拉曼晶體PbWO4晶體的特性進(jìn)行了研究。通過研究確定了PbWO4晶體的主折射率的色散曲線,及確定其受激拉曼散射的頻移、增益系數(shù)。研究了拉曼晶體PbWO

2、4晶體的自發(fā)拉曼散射光譜,了解其拉曼散射的偏振特性。根據(jù)鎢酸鉛晶體參數(shù),對(duì)不同的相位匹配配置,計(jì)算了拉曼晶體PbWO4晶體中拉曼共振四波混頻過程共線相位匹配角。
　　目前利用拉曼晶體獲得相干反斯托克斯光的研究相對(duì)較少。脈沖泵浦具有峰值功率高、能夠快速達(dá)到受激拉曼散射閾值等優(yōu)點(diǎn),因此本文考慮在脈沖泵浦條件下,以晶體作為拉曼介質(zhì),設(shè)計(jì)了外腔式固體相干反斯托克斯拉曼頻移器的實(shí)驗(yàn)方案。通過對(duì)外腔式固體相干反斯托克斯拉曼頻移器的歸一化耦合波

3、方程的數(shù)值求解,理論分析和優(yōu)化了外腔式固體相干反斯托克斯拉曼頻移器中各光學(xué)元件的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。同時(shí)設(shè)計(jì)了基于斯托克斯光種子法的固體相干反斯托克斯拉曼頻移器的實(shí)驗(yàn)方案,并通過對(duì)固體相干反斯托克斯拉曼散射的歸一化耦合波方程和外腔式固體拉曼激光器的輻射傳輸理論模型的數(shù)值求解,理論分析和優(yōu)化了斯托克斯光種子法實(shí)驗(yàn)中的各光學(xué)元件的參數(shù)。
　　研究了外腔式PbWO4拉曼激光器在納秒脈沖泵浦下的輸出特性。利用主動(dòng)調(diào)Q的Nd:YAG激光器產(chǎn)生的脈沖寬

4、度為31.4ns,最大輸出能量為200mJ的1064nm激光作為泵浦源。拉曼激光諧振腔采用的是平凹腔設(shè)計(jì),測(cè)量了輸出的拉曼光脈寬與泵浦能量的關(guān)系,分析了輸出的拉曼光脈沖波形圖和光譜圖,測(cè)量了輸出的拉曼光脈沖能量與泵浦能量的關(guān)系,計(jì)算了轉(zhuǎn)換效率與泵浦能量的關(guān)系。當(dāng)注入泵浦光能量達(dá)到42mJ時(shí),得到了一階斯托克斯光脈沖的最大能量和轉(zhuǎn)換效率分別為10mJ和24％,獲得外腔式PbWO4拉曼激光器的一階斯托克斯光脈沖波長(zhǎng)為1177.6nm,典型的