周期极化铌酸锂光学参量振荡器研究.pdf

用多光栅周期结构,周期范围¨涓鬙.,泵浦光为脉冲中文摘要已单畴化胁.%镁的铌酸锂基片上制作周期为~岫涓岬亩嘀芷诠庋⒔峁梗诔樵薔本论文主要研究了准相位匹配周期极化铌酸锂的外加电场方法制备,铁电畴极化反转的微观机理,以及在非线性光学中的重要应用:倍频和光学参量振荡。准相位匹配与双折射相位匹配相比具有很多优势,极大地拓宽了非线性晶体的应用范围,大大提高了非线性光学转换效率:外加电场方法制备周期极化铌酸锂,可以使铁电畴反转穿透整个晶体厚度,反转畴与表面垂直,在室温下即可实现极化反转,是目前实现准相位匹配晶体的最主要的方法。全固态周期极化铌酸锂光学参量振荡器具有调谐范围宽、调谐简单方便、效率高、结构紧凑等特点,已经成为可调谐激光器的主流,是将来的发展方向。本文在利用周期极化铌酸锂实现准相位匹配技术方面开展了以下工作:宰枷辔槐镀档鸟詈喜ǚ匠探辛饲蠼猓隽诵⌒藕沤葡卤镀底;恍的表达式,在此基础上对准相位倍频器件进行了优化设计,同时研究了周期极化铌酸锂倍频的容差特性,对实验具有一定的指导意义:愿卟裘局芷诩ɑ晁犸辛吮镀凳笛榈难芯浚捎猛饧拥绯〖ɑǎ甕激光功率为保玫搅的倍频绿光,∩希怨庋Р瘟康拿鲋堤匦越行了分析,得出准相位匹配晶体长度是影响闽值的主要因素。同时对光学参量的调谐特性和容差特性进行了分析:圆裘局芷诩ɑ晁犸庋Р瘟空竦雌鹘辛耸笛檠芯浚琍:晶体采:す猓本逦露仍妗℃变化时,实现了信号光癿的宽调谐输出。晶体温度℃条件下,当泵浦光功率为保大输出信号光功率为,:准相位匹配周期极化铌酸锂光学参量振荡器
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〆饿第一章绪论§全固态激光技术及进展全固态激光技术的发展现状§.光学参量振荡器简称是一种对激光波长进行变换的器件,、高相干的辐射光源,克服了通常的激光波长单一的限制,使激光输出波长趋于多样化,扩展了激光的应用范围。光参量振荡器的波长覆盖了可见、近红外到中红外的范围,在激光测距、激光光谱测量、光电对抗、医学诊断和治疗、光通讯、激光雷达的环境监测等领域【】有广泛的应用前景。近年来,随着激光二极管的飞速发展,激光二极管泵浦的固体激光器虺迫ü烫す馄鳎⑽募虺艱捎诰哂邢灾挠诺愣鸾コ晌H嗣枪刈⒌焦点。捎糜牍烫寮す饨橹实奈辗迤ヅ涞募す舛豆芙斜闷郑氪车闪光灯泵浦方式相比,固体激光器的效率大大提高,同时也达到了减少热效应,改善光束质量及提高稳定性的目的,而且这类激光器体积小,质量轻。可以说是带来了固体激光技术的一场革命,具有逐步取代气体,液体及传统固体激光器的可能性。由于固体激光工作介质覆盖的波段宽,运转方式多样,再配合各种非线性频率变换技术,这将进一步推动激光应用技术的发展。す馄骷白爸迷诿裼梅矫妫缂す饩讣庸ぜ凹す庖搅品矫嬗屑ù蟮市场潜力。而在军事应用领域,采用【敬蠊β拾氲继寮す馄鞅闷值男⌒突疦殉晌8呒际跽秸械闹匾J侄沃唬缂す獠饩唷⒉馑佟⒐馔ㄐ拧⒓す庵导、激光引爆、激光雷达、激光核引爆、激光受控核聚变及激光空间应用等诸多方面也有极广阔而重要的应用需求。自年第一只激光二极管产生后,人们就产生了用激光二极管作为固体激光器泵源的思想。年,美国挚鲜笛槭襅等人首次在实验上成功的实现了这一想法。这台固体激光器以二极管为泵浦源,工作物质#骸我唬在波长运转,整个装置在液氦中冷却至。年,麦道宇航公司的等人实现了第一台泵浦的:す馄鳎獿匦肜淙吹允迪植ㄊ掀配。直到年,才由蚈迪至耸椅鹿ぷ鞯亩ü鼙闷的:す馄鳌
§.ü烫す馄鞯挠攀小时,而闪光灯泵浦源只有孙时左右。很强的吸收,易于实现低闽值激光,并且有很好的热性能和机械性能,生长也厚度的精度,生长出优质量子阱及应变量子阱材料。激光二极管的闽值电流明的皮秒级超短脉冲;利用环形腔等方法可实现激光器的单频运转;利用和频和在大量的研究中,人们逐渐注意到尾粼拥墓烫逶鲆娼橹试贚姆⑸浯比较容易,因此从年代开始,:寰椭鸾コ晌H嗣茄芯康娜鹊恪代中期,随着新型固体增益介质的出现,新材料的发展使难芯砍氏至艘环繁荣的景象。在整个年代,难芯吭贜篩激光器的设计,制作和新的增益材料以及波导激光三方面都取得了明显的进展,但是由于本身的输出功率和转换效率都没有大的突破,使慕徊椒⒄故艿搅俗璋进入年代以来,随着高效率,高功率的激光二极管及其阵列的发展,打破了固体激光器的停滞状态。激光二极管吸收了半导体物理研究的新成果,采用了量子阱和应变量子阱猀等新结构,发展了晶体生长的技术的新工艺及龋碌耐庋由すひ漳芄痪房刂凭迳ぃ锏皆璨显降低,转换效率也大幅度提高,输出功率成倍增长,使用寿命显著延长。高功率、高效率的