基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究

摘要

固体超短脉冲激光器输出的波长大多处于近红外和红外波段，但是在光谱学、激光诱导核聚变、激光光刻等方面往往需要短波长的超短脉冲。短波长的超短脉冲通常需要通过频率变换来获得，因此频率变换的研究尤为重要。超短脉冲的频率变换不同于连续激光的频率需要同时满足相位匹配和群速度匹配，使变换过程变的复杂。本文研究了非共线脉冲的倍频特性，给出其解析解，并分析其变化规律。主要内容有以下几个方面。
　　本文首先简要的回顾了关于超短脉冲以及激光倍频的国内外研究现状，然后介绍了超短脉冲倍频的相关基本知识，其中包括瞬态耦合波方程、相位匹配、有效非线性系数、允许角度及线宽。根据倍频的基本理论，推导出Ⅰ型非共线倍频耦合波方程组，以及非共线相位匹配条件，并针对BBO晶体，数值求解了其相位匹配角;当泵浦脉冲为变换极限高斯脉冲时，获得耦合波方程组的小信号解析解，分析发现:谐波脉冲中存在一定的展宽，展宽的大小与相互作用长度和走离长度有关;当相互作用长度小于晶体长度时，谐波脉冲为理想的高斯型;倍频光斑的空间分布与脉冲宽度有关，测量其光斑的空间分布，可以测量百飞秒脉冲的脉冲宽度。当泵浦脉冲为啁啾脉冲时，解为啁啾高斯脉冲，不同于其他倍频方式，啁啾的引入并不能用于脉冲的压缩;同时啁啾的引入对光斑的空间分布存在影响，通过分析能够准确测量脉冲的啁啾范围。本研究对超短脉冲倍频有一定的理论意义。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 超短脉冲研究现状

1．2．2 激光倍频技术研究现状

1．3 论文主要研究内容

2．1 引言

2．2 超短脉冲倍频耦合波方程组

2．3 瞬态耦合波方程的小信号解

2．4 相位匹配

2．5 有效非线性系数

2．6 允许角度及线宽

2．7 本章小结

第3章 非共线超短脉冲倍频

3．1 引言

3．2 非共线超短脉冲倍频模型的建立

3．3 耦合波方程小信号解析解

3．4 非共线相位匹配

3．5 本章小结

4．1 引言

4．2 相互作用长度的影响

4．3 脉冲宽度的分析

4．4 频域波形的分析

4．5 时域波形的分析

4．6 啁啾高斯脉冲的分析

4．7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢