中紅外光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)的研究.pdf

1、光參量振蕩器由于具有調(diào)諧范圍寬、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等特點(diǎn)，是獲得寬帶可調(diào)諧、高相干輻射光源和新波段激光系統(tǒng)的重要途徑。尤其是近年來(lái)，隨著一批新型優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體的發(fā)明、成熟和大量應(yīng)用，以及非線性光學(xué)頻率變換和可調(diào)諧激光技術(shù)的飛速發(fā)展，在光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)這一研究領(lǐng)域取得了不少十分重要的突破，其主要應(yīng)用領(lǐng)域已包括：環(huán)境監(jiān)測(cè)、遙感、醫(yī)療診斷和治療、激光光譜學(xué)研究、材料處理、數(shù)據(jù)通信、光電測(cè)量、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、紅外對(duì)抗等。

2、因此，光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)的研究已發(fā)展成為一門(mén)交叉學(xué)科，并展現(xiàn)出它越來(lái)越獨(dú)特的魅力。本論文對(duì)光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究，主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面： 一、廣泛調(diào)研了國(guó)內(nèi)外中紅外光參量振蕩器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨向，明確了自身研究工作的重點(diǎn)和發(fā)展方向。 二、對(duì)光參量振蕩器中三波互作用的基本理論進(jìn)行了分析，對(duì)其特性參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，給出了光參量振蕩過(guò)程的模型和耦合波方程，并對(duì)非臨界相位匹配和準(zhǔn)相位匹配理論作了介

3、紹。 三、對(duì)光參量振蕩器的增益、閾值、轉(zhuǎn)換效率、譜線寬度、熱效應(yīng)等特性進(jìn)了系統(tǒng)地分析，并分別給出了描述上述特性的簡(jiǎn)單計(jì)算模型；同時(shí)，對(duì)光參量振蕩器設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論。為光參量振蕩器的方案設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化提供了必要的理論依據(jù)。 四、對(duì)BBO、KTP、LiNbO<,3>、KTA、ZnGeP<,2>、AgGaS<,2>等多種主要的中紅外光參量振蕩器進(jìn)行了系統(tǒng)地理論計(jì)算和分析，包括光學(xué)和相位匹配特性、調(diào)諧

4、特性、有效非線性系數(shù)、增益、走離角、參量允許角等。對(duì)BBO—OPO、KTP—OPO、LiNbO<,3>—OPO和：KTA—OPO開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。對(duì)利用差頻(DFG)技術(shù)產(chǎn)生中紅激光進(jìn)行了相關(guān)的理論計(jì)算分析，并對(duì)DFG的技術(shù)關(guān)鍵之一，用Nd:YAG激光器輸出1.444μm的激光，分別采用色散棱鏡法和兩鏡鍍膜直腔法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，成功地獲得了Nd:YAG 1.444μm激光的高能量輸出。同時(shí)，采用直腔法還成功地獲得了

5、Nd:YAG 1.444μm激光的脈沖調(diào)Q輸出。 五、開(kāi)展了光參量振蕩器在光腔衰蕩光譜法測(cè)量高反射率中的應(yīng)用研究。設(shè)計(jì)并建立了1.315μm高反射率精密測(cè)量裝置，并對(duì)測(cè)量裝置的誤差、精度和可靠性進(jìn)行了詳細(xì)地理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)還研制了3.8μm高反射率精密測(cè)量裝置，對(duì)測(cè)量裝置中的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并用ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。 六、開(kāi)展了光參量振蕩器在紅外對(duì)抗技術(shù)中的應(yīng)用研