發(fā)布時間：2017-04-04 21:10

  本文關(guān)鍵詞：基于光學(xué)超晶格的皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近紅外到中紅外波段激光在大氣通訊、環(huán)境監(jiān)測、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。特別的,皮秒脈沖可調(diào)諧激光器由于其短脈沖與寬波長可調(diào)諧特性,在光譜分析、激光雷達(dá)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景,市場需要實用的皮秒可調(diào)諧激光光源。光學(xué)參量振蕩(OPO)是一種良好的獲得近紅外到中紅外波段可調(diào)諧激光的方法.近年來有諸多課題組在實驗室條件下研究了更高效、更寬調(diào)諧范圍的皮秒脈沖可調(diào)諧激光。本論文從獲得穩(wěn)定可靠的皮秒脈沖寬調(diào)諧激光光源出發(fā),利用基于光學(xué)超晶格的OPO技術(shù)對近紅外到中紅外波段皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器進(jìn)行了深入研究,研制出了實用穩(wěn)定的連續(xù)可調(diào)的皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器,輸出功率可達(dá)W級,為實際應(yīng)用提供了可靠的光源。本文還針對難以獲得高功率的3.8um長波長激光,設(shè)計了皮秒脈沖級聯(lián)OPO—OPA過程,大大提高了長波長皮秒脈沖激光的轉(zhuǎn)換效率。本論文的主要內(nèi)容如下：1、基于光學(xué)超晶格OPO原理設(shè)計了皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器,激光器結(jié)構(gòu)緊湊,且具有較高的環(huán)境適應(yīng)性。2、基于一塊8通道的MgO:PPLN晶體,獲得了在1.5um—4.3um波長范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)諧輸出的皮秒脈沖激光,最高輸出可達(dá)5W,全波段輸出可達(dá)W級。通過自行搭建光束質(zhì)量測量儀與脈寬測量裝置測得激光器輸出光束質(zhì)量優(yōu)異,脈沖寬度約為21ps。該激光器具有良好的穩(wěn)定性,經(jīng)歷了1000小時運(yùn)行無故障。3、設(shè)計了級聯(lián)晶體,利用級聯(lián)OPO—OPA過程產(chǎn)生高效率皮秒脈7中長波長激光,克服了OPO過程在長波長不易獲得高效率、高功率激光的局限。在17.2W泵浦時,得到了2.2W的3.87um激光,相較于同等條件下僅有1.3W3.87um的普通OPO過程,光輸出功率增強(qiáng)了69.2%�；谠摷壜�(lián)過程產(chǎn)生的皮秒脈沖3.8um激光相較于普通OPO過程,理論量子效率可達(dá)到200%,本級聯(lián)OPO—OPA過程為獲得高功率、高效率長波長皮秒脈沖激光提供了一種可行的方案。
【關(guān)鍵詞】：皮秒 寬調(diào)諧 中紅外 光學(xué)超晶格 光學(xué)參量振蕩器 同步泵浦
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 中紅外激光的應(yīng)用與產(chǎn)生方式9-11
• 1.1.1 中紅外激光的應(yīng)用9-11
• 1.1.2 中紅外激光的產(chǎn)生方式11
• 1.2 皮秒同步泵浦光學(xué)參量振蕩器的發(fā)展11-13
• 1.2.1 同步泵浦光學(xué)參量振蕩器簡介11-12
• 1.2.2 基于光學(xué)超晶格的同步泵浦超短脈沖激光12-13
• 1.3 本課題研究背景與內(nèi)容13-15
• 1.3.1 本課題的研究背景13
• 1.3.2 本課題的研究內(nèi)容13-15
• 第二章 原理介紹15-31
• 2.1 耦合波方程15-18
• 2.1.1 三波耦合波方程15-16
• 2.1.2 光學(xué)二次諧波產(chǎn)生16-17
• 2.1.3 光學(xué)參量振蕩17-18
• 2.2 位相匹配理論18-22
• 2.2.1 雙折射位相匹配19-21
• 2.2.2 準(zhǔn)位相匹配(QPM)21-22
• 2.3 同步泵浦技術(shù)22-23
• 2.4 皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器參數(shù)設(shè)計23-29
• 2.4.1 非線性晶體設(shè)計23-26
• 2.4.2 諧振腔設(shè)計26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 激光器結(jié)構(gòu)與參數(shù)31-53
• 3.1 激光器結(jié)構(gòu)31-36
• 3.1.1 光路結(jié)構(gòu)31-34
• 3.1.2 OPO腔長匹配34-35
• 3.1.3 晶體通道切換35-36
• 3.1.4 激光器工程設(shè)計36
• 3.2 激光器參數(shù)表征與測量36-51
• 3.2.1 激光輸出功率與波長調(diào)諧36-40
• 3.2.2 光束質(zhì)量40-44
• 3.2.3 脈沖寬度44-47
• 3.2.4 長時間穩(wěn)定性47-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第四章 皮秒級聯(lián)增強(qiáng)產(chǎn)生3.8um激光53-59
• 4.1 3.8um激光的理論轉(zhuǎn)換效率53
• 4.2 皮秒OPO-OPA級聯(lián)過程設(shè)計53-55
• 4.3 皮秒OPO-OPA級聯(lián)過程實驗結(jié)果55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 本文工作總結(jié)59-60
• 5.2 未來工作展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 作者在研究生期間取得的學(xué)術(shù)成果67-69
• 致謝69-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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  本文關(guān)鍵詞：基于光學(xué)超晶格的皮秒脈沖寬調(diào)諧激光器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：285916