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平顶高斯光束用于谐波转换效率的研究

薛建华  
【摘要】: 本文围绕着河北省教委基金项目,对平顶高斯光束用于倍频和混频的转换效率以及变频后的谐波场分布进行了理论研究。平顶高斯光束的光强分布为均匀平顶形式,它在激光工业加工、军事、医疗及激光惯性约束聚变等领域中有重要的应用价值。论文对平顶高斯光束在非线性晶体C_sL_iB_6O_(10)(CLBO)上的倍频(SHG)和混频(THG)转换效率进行了理论分析和数值模拟计算,并将结果与高斯光束的倍频、混频转换效率进行了比较,并模拟计算了转换后的谐波场强分布情况。 第一章介绍了平顶高斯光束的产生背景和有关研究工作的进展情况;第二章对平顶高斯光束的倍频转换效率进行了理论分析和数值模拟计算。从三波耦合方程及CLBO晶体的光学特性出发,讨论了以平顶高斯光束入射时稳态的三波耦合方程的大信号倍频解(包括Ⅰ类及Ⅱ类相位匹配的倍频解)。计算了其在CLBO晶体上的倍频转换效率与晶体长度,基波偏振分量比,基波阶数及泵浦波强度之间的相互影响关系曲线。得出影响平顶高斯光束的最高转换效率的因素是基波的阶数N和泵浦波的偏振分量比d。在相同条件下,得出了平顶高斯光束的倍频转换效率高于高斯光束的倍频转换效率;第三章对平顶高斯光束在CLBO晶体上的Ⅰ类和Ⅱ类混频转换效率与其影响因素的关系进行了数值模拟和计算,并同高斯光束进行比较,同样得到混频时,平顶高斯光束的转换效率高于高斯光束的混频转换效率的结论;第四章模拟计算了平顶高斯光束的倍频、混频波横向光场的分布形式,得到了谐波场仍为均匀平顶高斯光束的结果。


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