周期极化晶体在光学参量变换和双波长Q开关中的研究

摘要

随着周期极化晶体制作工艺的逐渐成熟，准相位匹配（QPM）技术以其特有的转换效率高的优点，在倍频、差频、光学参量振荡、光脉冲整型、光学滤波器、光学透镜、光偏转器以及全光开关、全光波长变换等许多领域获得了日益广泛的应用，逐渐成为非线性光学的研究热点。 本文的主要内容和创新点可归纳如下： 1、将周期极化晶体置于激光二极管（LD）端面泵浦的声光调Q Nd：YVO4激光器谐振腔内，进行了准相位匹配内腔光学参量产生（IOPG）的实验研究，获得了结构紧凑、低阈值、高转换效率的可调谐红外相干光源。 2、深入研究了QPM技术在多波长频率变换方面的性质特点，设计出了一块双重调制周期极化晶体，进行了双信号光波运转的光学参量振荡（OPO）、光学参量产生（OPG）、内腔光学参量振荡（IOPO）以及内腔光学参量产生（IOPG）的实验研究，获得了间隔十几纳米的双信号光和间隔一百纳米左右的双闲频光输出。在OPO的实验中，采用不同透过率的输出耦合镜，在7.6W泵浦功率下分别获得了1.9W的双信号光和0.98W的双闲频光输出。在OPG的实验中，总共获得了570mW的双信号光和双闲频光输出，转换效率32.5％。在IOPO和IOPG的实验中，在6.1W LD泵浦功率下，分别获得了0.66W和0.44W的双信号光输出。 3、对腔轴调谐的OPO进行了理论分析，并利用PPMgO：LN晶体进行了实验研究。 4、理论上给出了非共线OPG实现宽带输出的模型。利用PPMgO：LN晶体，获得了1571～1679nm范围内的宽带输出。 5、提出了一种利用倾斜周期极化晶体非共线光学参量振荡产生宽带光源的新方法。 6、提出了一种利用非周期极化铌酸锂晶体电光效应实现双波长激光器调Q的新方案。以1.0643μm和1.3419μm双波长Nd：YVO4激光器为例，给出了设计方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章综述

1.1准相位匹配技术发展概况

1.2准相位匹配技术的优点

1.3准相位匹配介质

1.4准相位匹配的应用

1.5本文的主要内容

第二章准相位匹配的基本原理

第三章准相位匹配内腔光学参量产生的实验研究

3.1 IOPG的理论分析

3.2 IOPG的腔型设计

3.3 IOPG的实验装置

3.4 IOPG的实验结果

3.5本章小节

第四章双重周期极化晶体光学参量变换的实验研究

4.1双重周期极化晶体的设计

4.2双信号光运转OPG的实验研究

4.3双信号光运转OPO的实验研究

4.4双信号光运转IOPG的实验研究

4.5双信号光运转IOPO的实验研究

4.6本章小结

第五章非共线准相位匹配光学参量变换的研究

5.1 OPO腔轴角度调谐的实验研究

5.2非共线OPG实现宽带光源的实验研究

5.3倾斜周期极化晶体OPO实现宽带光源的理论研究

5.4本章小节

第六章PPLN电光效应在双波长调Q器件中的应用研究

6.1 PPLN Solc滤波器的原理

6.2 PPKN Solc滤波器的制作误差分析

6.3利用非周期极化铌酸锂晶体实现双波长激光器调Q运转

6.4本章小结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢