Ar激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器的研究

摘要

光学参量振荡器(OPO)可以用来拓宽激光的波长范围，有较宽的调谐区域，是一种理想的产生相干辐射的装置。连续波光学参量振荡器(CW-OPO)以其窄线宽和宽调谐的输出特性，已被广泛用于光谱学、相干通讯、量子光学等领域。目前对连续波光学参量振荡器的研究大多是基于周期极化晶体和准相位匹配技术，但是受周期极化晶体的厚度、长度、质量和成本的限制，准相位匹配技术仅应用于低功率和低能量的光学参量振荡器。KTP晶体是一种综合性能非常优异的非线性光学晶体材料，其生长技术成熟，能获得较大的生长尺寸并且有成本优势；同时Ar<'+>激光器具有很好的方向性和单色性，除此之外，它还是目前在可见光区连续输出功率较高的激光器。所以对Ar<'+>激光器泵浦的KTPJ奎续波光学参量振荡器的研究具有很高的科研和商业价值。 本论文在调研连续波光学参量振荡器的发展历史和国内外研究现状的前提下，对Ar<'+>激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器进行了理论研究，并根据理论研究的结果进行了实验设计，给出了实验方案。 本文首先概述了连续波光学参量振荡器的发展历史和研究现状，并对参量振荡器的一些应用进行了介绍。然后，通过与基于周期极化晶体和准相位匹配技术的连续波光学参量振荡器的比较，阐述了本研究工作的意义； 接着，以三波互作用理论为基础，对三波互作用的稳态耦合波方程进行了求解，分析了连续波oPo的转换效率、抽运阈值，并对OPO中的相位匹配特性和KTP晶体的有效非线性系数进行了理论分析和求解； 然后，介绍了KTP晶体的主要材料特性，对其有效非线性系数、走离角和接受角等参数经行了数值计算和分析。对Ar<'+>激光器泵浦的连续运转KTP-OPO的相位匹配和运转特性进行了详细分析； 最后对Ar<'+>激光器泵浦的连续波KTP-OPO进行了实验设计，给出了实验方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1光学参量振荡器的概述

1.2光学参量振荡器的研究现状

1.3光学参量振荡器的应用

1.4论文的研究意义和主要内容

1.5本章小结

第二章光学参量振荡器的理论研究

2.1光学参量振荡器的基本原理

2.2光学参量振荡器中的三波互作用

2.3光学参量振荡器的运转特性分析

2.4双折射相位匹配理论

2.5双轴晶体中三波互作用的有效非线性系数

2.6本章小结

第三章连续波KTP光学参量振荡器的数值计算

3.1KTP晶体的材料特性

3.2 KTP晶体有效非线性系数的计算

3.3 KTP晶体中走离角和允许角的计算

3.4 KTP-OPO相位匹配的计算

3.5 KTP-OPO运转特性的研究

3.6本章小结

第四章Ar+激光器泵浦的CW-KTP-OPO的实验研究

4.1实验设计

4.2实验装置

4.3本章小结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢