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非线性光学晶体CsLiB_6O_(10)用于光参量振荡器的线宽研究

宋春荣  
【摘要】: 论文对新型非线性光学晶体CsLiB_6O_(10)(CLBO)用于光参量振荡器(OPO)的输出线宽特性进行了理论研究。OPO是一种具有广泛应用前景的全固化相干辐射光源,而且具有宽的调谐范围、高的输出功率、高的转换效率等特点,使OPO的应用和开发具有重要的理论和实用价值,但是OPO的发展需要有高的光学特性和高的抗损伤阈值的晶体。对于很多应用,例如高分辨率的光谱研究,又需要OPO输出线宽较窄。近年研制的CLBO晶体具有有效非线性系数大、走离角小、允许范围宽等特点。论文对CLBO晶体的输出参量光的线宽特性进行了理论分析和模拟计算。基于自由运转的OPO不能提供所需的窄带线宽,理论上实现了利用棱镜、光栅、标准具等腔内元件压窄CLBO—OPO的线宽。 第一章介绍了光参量激光器及相关非线性晶体的发展状况,综述了CLBO晶体和OPO线宽的研究背景及其研究进展情况;第二章以355nm作为泵浦光,对影响CLBO晶体光参量振荡器线宽的各种物理机制进行了数值模拟计算、分析。根据能量动量守恒关系和CLBO的色散方程,详细分析了由于泵浦光的线宽、泵浦光偏轴泵浦、泵浦光的发散角、泵浦光功率超过参量光振荡阈值一定倍数、高增益系数、有效腔长波动以及自发辐射引起的参量光线宽,并得到了与BBO晶体在Ⅰ类、Ⅱ类相位匹配下比较的理论曲线。结果表明,泵浦光的发散角、泵浦光的偏轴泵浦、自发辐射对参量光的线宽影响较大。在远离简并点处,线宽较小,在简并点处,线宽较大。得到了CLBO—OPO的线宽要大于同等条件下BBO—OPO线宽的结论。第三章根据CLBO-OPO输出线宽较大的特点,理论上分析采用棱镜、光栅、标准具等线宽压窄元件来压窄输出参量光 线宽,分别获得了小于Ztun、0.snm、0.06nm的输出线宽。


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