【摘要】：以800 nm波段為代表的“光療窗口”因其高皮膚透過(guò)率在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用,相較于昂貴的摻鈦藍(lán)寶石激光器,光學(xué)參量振蕩器(OPO)因其光譜精度高、非線(xiàn)性晶體價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),逐漸成為獲取“光療窗口”的有效替代手段。本文提出了一種基于受激布里淵散射(SBS)脈沖時(shí)域整形技術(shù)獲取逆階梯泵浦脈沖提高OPO能量轉(zhuǎn)換效率的方案,對(duì)完善OPO轉(zhuǎn)換效率理論、拓展SBS技術(shù)及高功率固體激光器的應(yīng)用具有重要意義。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:理論部分,基于OPO的一維瞬態(tài)耦合波方程構(gòu)建了用于數(shù)值仿真有限差分格式,并分析了輸出鏡信號(hào)光反射率、峰值功率和泵浦光時(shí)域波形對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響。同時(shí),通過(guò)等峰值功率圖和等脈沖能量圖分析了逆階梯脈沖的波形參數(shù)(脈寬比、功率比、上升沿時(shí)間和尾沿時(shí)間)對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響,并給出了高功率OPO最優(yōu)脈沖波形參數(shù)的選取方法。實(shí)驗(yàn)部分,基于7.6 ns、1 Hz、1064 nm的單縱模氙燈泵浦激光器分別開(kāi)展了SBS時(shí)域整形技術(shù)獲取逆階梯脈沖及逆階梯脈沖泵浦OPO實(shí)驗(yàn)。在SBS實(shí)驗(yàn)中,使用聚焦透鏡焦距為+300 mm、相互作用長(zhǎng)度為15 cm、SBS介質(zhì)為FC-770的緊聚焦單池SBS結(jié)構(gòu),獲得了斜效率為79.4%的陡前沿逆階梯脈沖。在OPO實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)SBS產(chǎn)生裝置、行波放大器及倍頻晶體的組合調(diào)制用于OPO泵浦的532 nm逆階梯脈沖,非線(xiàn)性晶體選用尺寸為6×6×10 m~3的KTP晶體,相位匹配方式為XZ面的的Ⅱ類(lèi)相位匹配,選用信號(hào)光反射率為50%的雙程泵浦結(jié)構(gòu),最終獲得28.2%的信號(hào)光輸出。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論1.1 課題的研究背景及意義在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究人員將皮膚透過(guò)率最大的波段 620-850mm，稱(chēng)之為“光療口”[1-3]。對(duì)于“光療窗口”波段的典型應(yīng)用就是光動(dòng)力療法（PhotodynamicTherapPDT），光動(dòng)力療法是一種有光明前景的治療手段，可以是用來(lái)治療癌癥（如消道和食道癌、頭頸部病變、肺及惡性胸膜間皮瘤、宮頸癌、膀胱癌、非黑色素瘤膚癌、基底細(xì)胞癌等）和非感染性疾病（如白癜風(fēng)、黃斑變性和銀屑病等）[1-5]和傳統(tǒng)的治療方法相比，光動(dòng)力療法具有副作用小、治療時(shí)間短、愈后疤痕小等點(diǎn)[3]，是對(duì)常規(guī)治療手段的有益革新。

過(guò)周期性地改變非線(xiàn)性晶體的特性，使其每個(gè)周期內(nèi)的技術(shù)在克服走離效應(yīng)的同時(shí)，，也因?yàn)椴恍枰嵌认辔黄ヅ涑浞掷镁w的非線(xiàn)性系數(shù)，有利于獲得高效輸出。常用極化鈮酸鋰（Periodically Poled Lithium Niobate, PPLN）[極化鈮酸鋰（MgO:PPLN）[21-25]、周期性極化鉭酸鋰（Pertalate, PPLT）[25-27]、周期性極化磷酸氧鈦鉀（PeriodicallyPo29]等晶體，但是周期性晶體加工精度高、制作工藝復(fù)雜、，不適合在高功率領(lǐng)域使用。泵浦 OPO 技術(shù)秒脈沖或更窄的飛秒脈沖泵浦 OPO 而言，泵浦脈沖的持往返一次的時(shí)間，因而信號(hào)光難以建立，此時(shí)可使用同步[24,30]解決問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。通過(guò)控制信號(hào)光其在開(kāi)始第二次往返過(guò)程時(shí)與下一發(fā)注入諧振腔的泵浦光以輸出，由于諧振腔長(zhǎng)度的限制，泵浦光的重復(fù)頻率一般法對(duì)于低重頻的高功率激光也并不適用。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN248

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本文編號(hào)：2702064