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《天津大学》 2005年 硕士论文
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周期极化晶体准相位匹配光学参量产生的研究

张铁犁  
【摘要】: 光学参量产生(OPG)是获得可调谐红外相干光源的一种重要方法,它具有结构简单、便于种子注入的优点。利用准相位匹配技术(QPM)实现光学参量产生,是目前非线性光学领域研究的一个热点。应用于准相位匹配技术中的周期极化晶体,通过周期反转非线性晶体的电极化率,补偿非线性光学中三波互作用的相位失配。这种周期极化晶体,可以应用晶体最大的非线性系数,避免三波的走离效应,理论上可以应用晶体的整个通光范围,是目前理想的非线性光学晶体。本论文在“国家自然科学基金”、“教育部南开大学、天津大学科技合作基金”、“国家教育部博士点基金”、“天津市科技发展计划项目”多个项目的支持下,利用周期极化铌酸锂、周期极化掺氧化镁铌酸锂对准相位匹配光学参量产生进行了多项实验研究,其主要内容包括: 1.首次对非共线准相位匹配光学参量产生中,三波波矢方向进行理论分析,确定晶体内三波的传播方向,其中,信号光沿泵浦光方向,而空闲光方向与泵浦光有微小的偏离,并通过实验加以验证,指出传统有效周期近似理论的合理性; 2.对准相位匹配光学参量产生提出新型的调谐方式——楔角调谐,利用小块LiNbO3晶体提供不同的楔角,改变泵浦光方向,从而调谐波长。在楔角在0°~10°间变化时,获得了大于10nm的信号光调谐范围,信号光输出功率超过70mW; 3.对可调谐半导体激光器种子注入的准连续准相位匹配光学参量产生进行实验研究,获得输出功率为288mW的信号光和134mW的空闲光,实验观察到种子光注入后,OPG的输出线宽有明显的压缩; 4.首次利用双周期极化晶体实现双信号光的准相位匹配光学参量产生,实验获得1501.3nm和1503.7nm的双信号光输出。


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