532nm绿光泵浦MgO:PPLN单共振光学参量振荡器研究

摘要

利用全固态激光器泵浦基于准相位匹配技术的周期极化晶体，可以实现高效率光学参量振荡过程，并通过改变泵浦波长、周期极化晶体温度、周期极化晶体的周期等参数，实现可调谐近中红外输出。满足了红外对抗、光通信以及光谱学等诸多领域的应用需求，特别是连续波近中红外光参量振荡器在高精度光谱学有着不可替代的优势。其中532nm绿光泵浦光学参量振荡器，以其短波长泵浦的特点，可以实现0.8～1.6μm近红外可调谐输出。其在高精度原子和分子光谱分析有着广泛的应用。随着近红外可调谐激光光源的深入研究，诸多领域对近红外可调谐光的调谐范围、调谐精度、光束质量、输出功率、脉冲运转等提出了更高的技术要求，使得绿光泵浦光学参量振荡器周期结构的优化设计、腔模匹配技术等的研究具有更为深远的意义和更加广阔的应用前景。
　　本论文从准相位匹配光参量振荡器的原理入手，针对短波长泵浦MgO∶PPLN光参量振荡器周期短、需要高精度控制的特点，合理的设计和优化周期结构，研究在单共振条件下绿光泵浦光参量振荡器的输出以及调谐特性。本论文研究内容包括以下几方面:
　　(1)为了获得信号光0.8～0.9μm，闲频光1.3～1.6μm的连续可调谐近红外输出，需要设计MgO∶PPLN周期极化晶体的周期结构，选取合适的周期和温度调谐范围。针对532nm绿光泵浦MgO∶PPLN晶体周期结构进行优化设计并进行容错性分析，计算532nm绿光泵浦MgO∶PPLN光参量振荡器的允许周期和允许线宽数值，分析OPO系统的容错性。
　　(2)理论分析了532nm绿光泵浦MgO∶PPLN光学参量振荡器的运转特性，并进行整体设计。主要设计了单共振谐振腔结构，分析谐振腔稳区、腔膜匹配等特性，分析了连续光参量振荡器的阈值与转换效率的关系。
　　(3)采用单频连续532nm绿光为前端，通过实验研究低功率和高功率532nm绿光注入下OPO的运转特性，分析实验结果，并与理论分析相结合。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 532nm绿光泵浦MgO：PPLN单共振光学参量振荡器的应用与发展

1．2 532nm绿光泵浦MgO：PPLN单共振光学参量振荡器研究方法

1．3 本论文研究内容

第二章 准相位匹配技术与光参量振荡器理论分析

2．1 基于准相位匹配技术的光参量振荡原理

2．2 光参量振荡器的谐振方式

2．3 532nm绿光泵浦MgO：PPLN光参量振荡器调谐特性分析

第三章 532nm绿光泵浦MgO：PPLN周期结构优化设计及容错性分析

3．1 532nm绿光泵浦MgO：PPLN周期长度设计

3．2 周期极化晶体允许极化周期的理论推导及容错性分析

3．3 基于周期极化晶体光参量振荡中允许泵浦光线宽及容错性分析

第四章 532nm绿光泵浦MgO：PPLN近红外光参量振荡器系统设计及运转特性分析

4．1 532nm绿光泵浦源分析

4．2 532nm绿光泵浦MgO：PPLN光参量振荡器腔外聚焦系统设计

4．3 532nm绿光泵浦MgO：PPLN单共振光学参量振荡腔优化设计

4．4 532nm绿光泵浦MgO：PPLN光参量振荡器的增益及晶体长度的设计

4．5 532nm绿光泵浦MgO：PPLN运转特性理论分析

第五章 532nm绿光泵浦MgO：PPLN光学参量振荡器实验研究

5．1 单频1064nm激光倍频实验

5．2 532nm绿光泵浦单共振光学参量振荡器实验

5．3 基于LD端面泵浦键合Nd：YVO4倍频的高功率532nm绿光泵浦单共振光学参量振荡器实验

结论

致谢

参考文献