LBO晶體的倍頻特性研究.pdf

1、非線性光學(xué)頻率變換技術(shù)一直是激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),而倍頻是其中最典型,應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。LBO晶體是負(fù)雙軸晶體,屬于mm2正交點(diǎn)群,具有較高的破壞閾值、較寬的允許角和較小的走離角,其Ⅰ類和Ⅱ類相位匹配范圍都比較寬,是一種性能優(yōu)異的非線性光學(xué)晶體。LBO晶體非線性較強(qiáng),轉(zhuǎn)換效率較高,是相關(guān)專業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。
　　 本文較全面地綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)LBO晶體的非線性性質(zhì)研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)LBO晶體的倍頻特性進(jìn)行了理論研究和數(shù)值計(jì)算

2、,取得的主要成果如下:
　　 1、從非線性電磁場(chǎng)理論出發(fā),推導(dǎo)了雙軸晶體的Ⅰ類、Ⅱ類和頻轉(zhuǎn)換效率公式。
　　 2、數(shù)值計(jì)算了LBO晶體基頻光波長(zhǎng)為1064m-n的Ⅰ類倍頻相位匹配角。Ⅰ類相位匹配角在第一象限的范圍約為(34°～90°,0°～24°)。
　　 3、數(shù)值計(jì)算了LBO晶體基頻光波長(zhǎng)為1064nm的Ⅱ類倍頻相位匹配角。Ⅱ類相位匹配角在第一象限的范圍約為(0°～90°,45.5°～90°)。
　　

3、4、對(duì)LBO晶體基頻波長(zhǎng)為1064nm的Ⅰ、Ⅱ類倍頻,數(shù)值計(jì)算了全匹配角范圍內(nèi)快、慢光的折射率,并數(shù)值計(jì)算了轉(zhuǎn)換效率因子d2eff/n2ωn2ω。計(jì)算結(jié)果顯示:折射率的不同對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響不大。
　　 5、數(shù)值計(jì)算了LBO晶體基頻光波長(zhǎng)為1064nmⅠ類相位匹配下的有效非線性系數(shù)。Ⅰ類倍頻有效非線性系數(shù)的絕對(duì)值在匹配角約為(42.2°,56°)時(shí)有最大值,匹配角約為(90°,45.6°)時(shí)有次極大值,且最大值與次級(jí)大值近似相等。

4、
　　 6、數(shù)值計(jì)算了LBO晶體基頻光波長(zhǎng)為1064nmⅡ類相位匹配下的有效非線性系數(shù)。Ⅱ類倍頻有效非線性系數(shù)的絕對(duì)值在匹配角約為(0°,90°)時(shí)有最大值。
　　 7、由于在各向異性光學(xué)材料中每一光束都存在走離角,所以即使兩基頻光有相同的波矢方向,兩者的能流方向也會(huì)出現(xiàn)偏離。兩基頻光能流方向的偏離直接決定著其互作用長(zhǎng)度,因而影響倍頻轉(zhuǎn)換效率。
　　 數(shù)值計(jì)算了LBO晶體Ⅱ類相位匹配下兩基頻光(波長(zhǎng)為1064nm

5、)的走離角、能流方向的夾角及互作用長(zhǎng)度。在全匹配角范圍內(nèi),1064nm慢、快兩光間的夾角的范圍是0°～1.0°。θ°≈0°,ψ≈90°時(shí),夾角為0°；θ≈45°,ψ≈55°時(shí),最大夾角約為1.0°。慢、快兩基頻光光斑線度相同時(shí),波矢沿(θ≈5°,ψ≈88°)方向入射時(shí),其互作用長(zhǎng)度最大。
　　 所得結(jié)果在技術(shù)方面對(duì)提高LBO晶體Ⅰ類、Ⅱ類相位匹配倍頻轉(zhuǎn)換效率具有重要指導(dǎo)作用。同時(shí)其研究、計(jì)算方法為同類非線性光學(xué)材料的光學(xué)性質(zhì)的研