3~5μm光學參量振蕩器優(yōu)化設計.pdf

1、隨著一批新型優(yōu)質(zhì)非線性光學晶體的發(fā)明、生長成熟、廣泛應用以及非線性光學頻率變換和可調(diào)諧光學技術的飛速發(fā)展，由光學參量振蕩器（OPO）實現(xiàn)的寬頻可調(diào)諧激光在環(huán)境監(jiān)測、遙感、醫(yī)療診斷和治療、激光光譜學研究、材料處理、數(shù)據(jù)通信、光電測量、激光測距、激光雷達、光電對抗等領域已顯示出重大的應用價值，尤其在現(xiàn)有激光器輸出波長所不能涵蓋而在軍事上具有很高應用價值的3~5μm這一中紅外波段的光源,在國內(nèi)外都需求緊迫。本論文的主要工作就是從OPO泵浦系統(tǒng)

2、、OPO腔長、OPO輸出鏡反射率入手完成對3~5μmZnGeP2（ZGP）OPO的優(yōu)化設計。
　　理論方面，分別從OPO泵浦源Tm,Ho激光系統(tǒng)和OPO相關理論兩個方面進行了介紹和分析。關于Tm,Ho激光系統(tǒng)，介紹了Tm,Ho系統(tǒng)主要能級結(jié)構(gòu)和躍遷，重點分析了Tm，Ho系統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換效應。OPO方面，以穩(wěn)態(tài)波方程為基礎，理論分析了OPO的增益、閾值及轉(zhuǎn)換效率。
　　實驗方面，完成ZGPOPO泵浦源和ZGPOPO本身的優(yōu)化。通過

3、實驗完成了對Tm,Ho:GdVO4晶體最佳泵浦波長、Tm,Ho:GdVO4晶體幾何尺寸、Tm,Ho:GdVO4晶體離子摻雜濃度的合理選擇，用一塊Tm,Ho:GdVO4晶體獲得了19.1W的2μm輸出，斜率效率達到50.4％，光-光效率達到46.4%。諧振腔中放置兩塊Tm,Ho:GdVO4晶體，實驗獲得30.5W連續(xù)、29.3W脈沖2μm激光平均功率輸出，連續(xù)時對應光-光效率達到45.9%，斜率效率47.2%，完成了對ZGPOPO泵浦源的