高轉(zhuǎn)換效率準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量轉(zhuǎn)換及雙波長光學(xué)參量產(chǎn)生的研究.pdf

1、結(jié)合準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，光學(xué)參量轉(zhuǎn)換--包括光學(xué)參量直接產(chǎn)生和光學(xué)參量振蕩--是獲得寬調(diào)諧、高效率的近紅外和中紅外光源的有效方法。研究光學(xué)參量轉(zhuǎn)換過程的最重要的部分是如何確保泵浦光以及所獲得的信號光和閑頻光之間的相位匹配。與傳統(tǒng)的雙折射相位匹配技術(shù)相比，準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的優(yōu)點是很明顯的：可以時刻確保共線的相位匹配；可以獲得很高的轉(zhuǎn)換效率；可以靈活地對輸出光波長進(jìn)行精確的調(diào)諧。正因為如此，基于準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的各種周期極化晶體已被廣泛地使用在非線

2、性光學(xué)頻率變換領(lǐng)域內(nèi)。周期極化晶體還有一個特別突出的優(yōu)點，就是它們的極化周期可以根據(jù)需要進(jìn)行人為的設(shè)計，這樣使得準(zhǔn)相位匹配技術(shù)也被廣泛地使用在產(chǎn)生太赫茲波的研究當(dāng)中(用于產(chǎn)生供非線性光學(xué)差頻使用的雙波長光源或者直接被用于產(chǎn)生太赫茲輻射)。 本論文所討論的內(nèi)容主要是基于準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量轉(zhuǎn)換的原理而展開的。論文的主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點簡述如下： 1.在實驗中完成了一個基于周期極化鈮酸鋰晶體的高轉(zhuǎn)換效率、低閾值、高重復(fù)頻率的光學(xué)

3、參量產(chǎn)生器。從1064 nm泵浦光到信號光的光光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了62.7％，是目前文獻(xiàn)報道中所獲得的最高的轉(zhuǎn)換效率。 2.研究了使用多周期的周期極化鈮酸鋰晶體作為頻率變換器件的準(zhǔn)連續(xù)內(nèi)腔光學(xué)參量振蕩器。信號光平均功率的輸出達(dá)到409 mw，對應(yīng)的從808 nm泵浦光到信號光功率輸出的光光轉(zhuǎn)換效率為8.8％。 3.設(shè)計了一種基于周期極化鈮酸鋰晶體的可調(diào)諧雙波長光學(xué)參量產(chǎn)生器。首次利用聲光器件將1064 nm泵浦光分為兩束，并

4、將分束后的泵浦光入射到周期極化鈮酸鋰晶體不同的極化周期部分，從而獲得雙波長光的輸出。以這種泵浦方式獲得雙波長光輸出的設(shè)計未見過報道。 4.研究了使用內(nèi)腔光學(xué)參量振蕩器獲得雙波長光的輸出。在同一個光學(xué)參量振蕩器腔內(nèi)放入兩塊同樣的周期極化鈮酸鋰晶體作為頻率變換器件，并可以對輸出的雙波長光信號的波長進(jìn)行分別調(diào)諧。以這種方式獲得可調(diào)諧雙波長輸出的研究也是首次提出。 5.在理論上討論了基于Slant-Stripe-Type結(jié)構(gòu)的周