非周期光学超晶格中谐波的产生

摘要

该文主要运用模拟退火(SA)的方法研究了以下几方面的内容:有限宽的一维非周期光学超晶格(AOS)中二次谐波的产生(SHG)、耦合三次谐波的产生(CTHG);无限宽的一维AOS样品中,考虑泵浦损耗时,SHG以及参量放大(PA)过程.我们采用SA的方法设计出特定的有限宽度的AOS样品,它能够同时实现多波长的等转换效率的SHG和CTHG.我们探讨了平面光束、高斯剖面光束入射时,模模耦合效应以及宽度变化对有效非线性系数的影响.结果表明:随着模数的增加,有效非线性系数振荡地减小,直至趋于饱和.当平面光束入射时,样品宽度对有效非线性系数影响甚微;而高斯剖面光束入射时,随着样品宽度的增加,有效非线性系数减小,直至饱和.我们设计了无限宽的AOS样品,研究了该结构下考虑泵浦损耗时,SHG以及PA过程.分别研究了小信号、中等信号以及大信号的情况.在这三种情况下,所设计AOS均能产生较高且一致的峰.当信号较大时,转化效率趋近于1,接近饱和值.随着信号强度的增大,转化效率增大,直至趋于饱和.我们还研究了在设计的AOS样品中,有效非线性系数随长度的变化情况.对于这些给定的波长,随着长度的增加,有效非线性系数一致的增大.这表明:每一块铁电畴对有效非线性系数的贡献都是正向的.在PA过程中,所设计的AOS能够实现具有较宽的频谱宽度,较高转换效率的信号光,这在激光调谐方面具有很大的应用潜力.