光子變頻器件與新型光子源的理論與實驗研究.pdf

1、本課題由國家自然科學(xué)基金、教育部博士點基金、山東省自然科學(xué)基金資助，課題從理論和實驗兩個方面研究了光子變頻器件與新型光子源的設(shè)計與優(yōu)化方法。 理論分析方面 1、研究了周期極化晶體的隨機邊界偏差對準(zhǔn)相位匹配(Quasi-Phase-Match,QPM)單諧振參量振蕩器(SRO)的增益以及振蕩閾值的影響，提出了一種處理該問題的合理的近似方法，推導(dǎo)出了準(zhǔn)相位匹配參量振蕩器的增益和閾值與隨機偏差比率的關(guān)系式，推得的公式與已經(jīng)發(fā)表

2、的經(jīng)驗公式相吻合。分析結(jié)果表明：隨機周期長度偏差對準(zhǔn)相位匹配單諧振參量振蕩器(QPM-SRO)的增益和閾值的影響要遠(yuǎn)比同樣大小的隨機占空比偏差來得大；QPM-SRO的增益與反轉(zhuǎn)疇個數(shù)的平方成正比，閾值與之成反比。 2、分析了變有效折射率和疇邊界隨機偏差對準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)中差頻轉(zhuǎn)換效率的影響。通過對波導(dǎo)中差頻耦合方程的簡化，推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)換效率的解析表達(dá)式。分別考察了疇隨機邊界和有效折射率的四類偏差情況對轉(zhuǎn)換效率的影響，結(jié)果表明，當(dāng)有效

3、折射率沿波導(dǎo)有規(guī)律地變化時，差頻的歸一化轉(zhuǎn)換效率^η顯著降低，且^η隨相位失配因子的變化曲線不再是sinc2函數(shù)，而是不規(guī)則的波浪線，這與體周期極化晶體(bulkperiodicallypoledcrystals)中的情況不同；隨機周期長度偏差對準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)中差頻效率的影響要比隨機占空比偏差的影響來得大，這與單塊周期極化晶體中的情況類似。 實驗研究方面 1、設(shè)計了一種Nd:LiYF(Nd:YLF)為增益介質(zhì)、La3Ga