本文關(guān)鍵詞：1560nm激光外腔諧振倍頻研究　出處：《山西大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：利用非線性光學(xué)效應(yīng)的激光倍頻技術(shù)是擴(kuò)展激光波長范圍的一種手段,也是制備新型激光器的一種方法。通過光纖激光器與倍頻器件組合得到的新型激光器通常采用工業(yè)級的半導(dǎo)體激光二極管與通信用光纖器件,許多組件可以方便地接合或者密封,并且除了非線性晶體外,其余部分可以通過空氣冷卻。因此這類激光器更經(jīng)濟(jì)適用,穩(wěn)定且不需要太多的維護(hù)。該類型的激光器主要受益于兩項(xiàng)技術(shù)：一是高功率、窄線寬的光纖激光器/光纖放大器技術(shù),二是準(zhǔn)相位匹配技術(shù)。特別是后者的應(yīng)用彌補(bǔ)了某些非線性晶體在常規(guī)溫度下或者對特定波段不能實(shí)現(xiàn)相位匹配的缺點(diǎn),同時(shí)也使晶體最大非線性系數(shù)可以被利用。晶體制作、周期極化技術(shù)的進(jìn)步也使晶體的尺寸可以做得更大,極化更均勻。種種優(yōu)勢讓這種新型激光器成為了除半導(dǎo)體激光器、鈦寶石激光器外的新選擇。本文借鑒了以往1.5μm激光倍頻的實(shí)驗(yàn),對1.5μm激光在蝶型四鏡環(huán)形腔與半整體腔內(nèi)的諧振倍頻做了研究,旨在實(shí)現(xiàn)高效的1.5μm激光倍頻轉(zhuǎn)化,為通過光纖通信波段器件及周期極化非線性晶體制備銣原子存儲(chǔ)波段(780 nm)與光纖通信波段(1560 nm)的雙色連續(xù)變量糾纏做準(zhǔn)備。本文的主要工作如下：首先概述了倍頻與研究進(jìn)展,介紹了諧振倍頻的基本理論與實(shí)驗(yàn)方法等。其次通過蝶型四鏡環(huán)形腔及PPMgO:LN倍頻,得到了1.5W的780nm激光,倍頻轉(zhuǎn)化效率為73%。水平方向諧波的M2因子是1.02,豎直方向是1.03,30 min功率方均根起伏1.2%,頻率連續(xù)調(diào)諧范圍950MHz。再其次,為了降低諧振倍頻的線性損耗,提高諧振腔的機(jī)械穩(wěn)定性,我們設(shè)計(jì)了PPKTP半整體腔以及半整體腔的腔體部分,討論了晶體曲面曲率半徑和腔鏡曲率半徑的選取問題。在半整體腔結(jié)構(gòu)下倍頻得到了1.6 W的諧波輸出,對應(yīng)的效率是77%。其M2因子為水平方向1.04,豎直方向1.03,30min功率方均根起伏0.5%,頻率連續(xù)調(diào)諧范圍與蝶型四鏡環(huán)形倍頻腔相同。
[Abstract]:The technique of laser frequency doubling using nonlinear optical effect is a means to extend the wavelength range of laser. It is also a method to fabricate a new type of laser. The new type of laser which is obtained by the combination of fiber laser and frequency-doubling device usually uses industrial semiconductor laser diode and fiber-optic device for communication. Many components can be easily jointed or sealed, and other parts can be cooled by air in addition to nonlinear crystals, so this type of laser is more economical to use. This type of laser mainly benefits from two techniques: one is the high power narrow linewidth fiber laser / fiber amplifier technology. The second is the quasi-phase matching technique, especially the application of the latter, which makes up for the disadvantage that some nonlinear crystals can not realize the phase matching at the normal temperature or for the specific band. At the same time, the maximum nonlinear coefficient of the crystal can be used. The crystal fabrication and the progress of the periodic polarization technology also make the crystal size bigger. All kinds of advantages make this new laser become a new choice besides semiconductor laser and Ti: sapphire laser. This paper draws lessons from previous experiments of 1.5 渭 m laser frequency doubling. The resonant frequency doubling of 1.5 渭 m laser in a butterfly four-mirror ring cavity and a semi-monolithic cavity is studied in order to realize the efficient conversion of 1.5 渭 m laser frequency. To fabricate rubidium atomic storage band 780nm by optical fiber communication band device and periodically polarized nonlinear crystal, and optical fiber communication band 1560nm). The main work of this paper is as follows: firstly, the frequency doubling and research progress are summarized. The basic theory and experimental method of resonant frequency doubling are introduced. Secondly, a 1.5W 780nm laser is obtained by using a butterfly four-mirror ring cavity and PPMgO:LN frequency doubling. The efficiency of frequency doubling is 73. The M2 factor of horizontal harmonic is 1.02, and the vertical direction is 1.033 min power root mean square fluctuation 1.2%. The frequency continuous tuning range is 950MHz. Secondly, in order to reduce the linear loss of the resonant frequency doubling and improve the mechanical stability of the resonator. We have designed the PPKTP semi-monolithic cavity and the cavity part of the semi-monolithic cavity. The selection of curvature radius of crystal surface and curvature radius of mirror is discussed. The harmonic output of 1.6 W is obtained under the structure of semi-integral cavity. The corresponding efficiency is 77. The M2 factor is 1.04 in the horizontal direction and the power root mean square fluctuation is 0.5% in the vertical direction of 1.033 minutes. The frequency continuous tuning range is the same as the butterfly four mirror ring frequency doubling cavity.
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN248

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本文編號：1436591