深紫外透明晶體BaMgF4的非線性光學表征.pdf

1、上世紀90年代以來，隨著光刻技術、激光微加工、激光光譜、激光光化學合成等領域的快速發(fā)展，對于工作在200nm以下深紫外相干光源的需求越來越大。尤其是工作在這一波段的全固態(tài)激光器，由于其具有體積小、帶寬窄、光束質量高等優(yōu)點而吸引了全世界科學家們的廣泛興趣。作為實現(xiàn)深紫外全固態(tài)激光器（DUV-ASSL）的關鍵技術，能夠輸出深紫外相干輻射的非線性光學晶體始終是人們搜尋和關注的焦點。目前，BaMgF4晶體由于具有極短的紫外截止波長（125nm）

2、，并能夠通過準位相匹配（QPM）的方法實現(xiàn)全透明波段頻率轉換，而被認為是最有應用潛力的候選者之一。
　　本論文采用Maker條紋法測量了BaMgF4晶體的倍頻系數(shù)。以LiNbO3晶體作為標樣，分別測量了BaMgF4晶體倍頻系數(shù)的三個獨立非零張量元：31d=0.15pm/V、d32=0.36pm/V和d33=0.12pm/V。另外采用Ti:Sapphire激光和Nb:YAG激光作為泵浦在BaMgF4晶體內進行了倍頻與和頻實驗，觀測到

3、了355nm的諧波輸出，這是目前為止得到的由BaMgF4晶體輸出的波長最短的諧波。
　　本論文采用Z-scan法測量了BaMgF4晶體的三階非線性系數(shù)。以Ti:Sapphire激光器輸出的飛秒激光作為光源，分別測量了BaMgF4晶體沿著三個晶軸偏振下的三階非線性折射率系數(shù)：n2,a=2.90×10-19m2/W、n2,b=6.38×10-19m2/W和n2,c=2.35×10-18m2/W。發(fā)現(xiàn)其具有較大的值，在深紫外非線性過程和

4、全光開關等領域都具有較大應用。這是世界上首次報道的BaMgF4晶體三階非線性系數(shù)的測量值。此外采用飛秒激光聚焦的方法在BaMgF4晶體內觀測到了由自位相調制效應引起的超連續(xù)現(xiàn)象，并分析了其與BaMgF4晶體三階非線性系數(shù)的聯(lián)系。
　　本論文計算了BaMgF4晶體準位相匹配參數(shù)，并進行了電場極化，觀測到了鐵電疇反轉現(xiàn)象。通過編程計算了BaMgF4晶體的準位相匹配光柵周期、周期帶寬、波長帶寬、角度帶寬等，為進行準位相匹配實驗做好了理論