光子晶體光纖飛秒激光泵浦的高功率寬調(diào)諧光學(xué)參量振蕩器的研究.pdf

1、以光子晶體光纖放大系統(tǒng)輸出的高平均功率、高重復(fù)頻率的飛秒激光脈沖為光源,采用非線性光學(xué)參量轉(zhuǎn)化技術(shù),將波長拓展到紫外、可見光以及中紅外波段,并搭建以非線性技術(shù)為基礎(chǔ)的相位測量裝置對飛秒脈沖位相和強(qiáng)度進(jìn)行測量。本論文主要圍繞二階非線性過程,主要應(yīng)用于兩個方面:
　　1.以寬調(diào)諧波長范圍,高功率,窄脈沖飛秒脈沖輸出為目的,對基于摻氧化鎂周期極化鈮酸鋰晶體的光學(xué)參量振蕩器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究;
　　2.基于二階非線性倍頻效應(yīng)的飛

2、秒脈沖測量裝置——極為簡化的頻率分辨開關(guān)法的理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　論文的主要工作概括如下:
　　一、基于三波耦合非線性方程組和光學(xué)參量振蕩器腔內(nèi)元件建模,對實(shí)驗(yàn)中的光學(xué)參量振蕩器的動力學(xué)過程進(jìn)行了模擬,得到光學(xué)參量振蕩器從噪聲起振到自洽的數(shù)值模型。
　　二、搭建了基于光纖激光放大系統(tǒng)泵浦的,以摻氧化鎂的周期極化鈮酸鋰晶體為非線性晶體的光學(xué)參量振蕩器。結(jié)合腔內(nèi)和頻和倍頻技術(shù),得到了高功率的從紅光到中紅外連續(xù)可調(diào)的飛秒激光

3、光源。進(jìn)一步,結(jié)合腔外倍頻技術(shù),得到了高功率的紫外可調(diào)諧飛秒光源。
　　三、對光學(xué)參量振蕩器的脈沖自壓縮機(jī)制在亞50飛秒的短脈沖域進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬,搭建了直接輸出40.6fs,脈沖變換極限為30.6fs,平均功率為865mW的信號光脈沖的摻氧化鎂周期極化鈮酸鋰晶體光學(xué)參量振蕩器,這是光纖激光器泵浦或者基于摻氧化鎂的周期極化鈮酸鋰晶體的光學(xué)參量振蕩器輸出的最短脈沖記錄,也是光學(xué)參量振蕩器輸出的最高峰值功率記錄。
　　四

4、、設(shè)計(jì)并搭建了基于四棱鏡系統(tǒng)泵浦的,不需要鍍膜介質(zhì)鏡的飛秒OPO。基于這種新的腔型,消除了OPO對特定寬帶鍍膜雙色鏡的依賴,減小了OPO實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜操作和成本,這種新型的腔型能在可見光到中紅外的信號光和閑頻光實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)振蕩。實(shí)驗(yàn)利用同一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以近紅外信號光和中紅外閑頻光為振蕩光的OPO。
　　五、設(shè)計(jì)并搭建了極簡化的頻率分辨開關(guān)法(GRENOUILLE)裝置,用于測量超短脈沖的強(qiáng)度和相位。在頻域內(nèi)建立緊聚焦高斯脈沖倍頻理論的基礎(chǔ)