一維復(fù)雜周期鐵電疇系統(tǒng)二次諧波性質(zhì)的研究.pdf

1、本學(xué)位論文主要以矢量方法研究一維復(fù)雜周期準(zhǔn)相位匹配鐵電疇結(jié)構(gòu)的二次諧波特性。
　　 首先，我們提出了一種研究準(zhǔn)相位匹配（QPM）結(jié)構(gòu)的方法，將QPM結(jié)構(gòu)每-個鐵電疇對有效非線性系數(shù)的貢獻(xiàn)看做一個矢量。我們詳細(xì)推導(dǎo)了各疇層矢量的復(fù)角與模長的解析式。通過各疇層矢量的矢量和，我們可以求出有效非線性系數(shù)，并得到結(jié)構(gòu)的二次諧波轉(zhuǎn)換效率。
　　 其次，針對傳統(tǒng)周期結(jié)構(gòu)在高階QPM的使用上存在的缺陷，我們構(gòu)造的復(fù)雜周期鐵電疇結(jié)構(gòu)（CP

2、FS）。傳統(tǒng)的周期結(jié)構(gòu)，其每個周期僅包含一個正疇與一個負(fù)疇。我們把這種簡單原胞延拓為復(fù)雜原胞，每個原胞由偶數(shù)個疇層組成，疇層結(jié)構(gòu)按照非周期序列排列。我們以這樣的非周期原胞構(gòu)造了CPFS，并以矢量方法研究了該結(jié)構(gòu)的二次諧波譜性質(zhì)。通過解析推導(dǎo)，得出這種結(jié)構(gòu)的QPM條件及其有效非線性系數(shù)。
　　 通過與傳統(tǒng)的周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，我們發(fā)現(xiàn)；（1）CPFS與傳統(tǒng)的周期鐵電疇結(jié)構(gòu)滿足相同的QPM關(guān)系。也就是說，與傳統(tǒng)的周期鐵電疇結(jié)構(gòu)相比，C

3、PFS不能提供更多的倒格矢補償。（2）CPFS的二次諧波譜峰不再隨QPM階數(shù)m的增加而下降，因此CPFS在高階QPM的使用上能夠提供更大的有效非線性系數(shù)，并且CPFS的非周期原胞對二次諧波譜峰具有調(diào)制作用。因此，這種結(jié)構(gòu)在多諧波峰或多非線性過程上的應(yīng)用具有很好的用途。
　　 根據(jù)以上性質(zhì)，我們嘗試設(shè)計能在3個設(shè)定波長處產(chǎn)生高效、等高的二次諧波譜峰的CPFS。為此我們設(shè)計了全局搜索的算法，得到優(yōu)化的非周期原胞。計算結(jié)果達(dá)到我們預(yù)期