2.1μm激光位于大氣窗口波段,同時也是中紅外（3⁵μm）激光器良好的抽運源,它在激光雷達、激光醫(yī)療、光電對抗和生物學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。內(nèi)腔式2.1μm激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊且可以利用較高的腔內(nèi)功率的技術(shù)優(yōu)勢,更符合技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求,因此開展內(nèi)腔式2.1μm激光器的研究更具有重要意義。但是目前內(nèi)腔式結(jié)構(gòu)存在兩方面問題,一是由于傳統(tǒng)808nm泵浦方式下晶體熱效應(yīng)嚴(yán)重,造成2.1μm的輸出功率較低;二是由于強泵浦下腔內(nèi)高增益以及波長簡并點等因素的影響,導(dǎo)致2.1μm激光的線寬較寬。本論文針對以上兩個問題,采用880nm共振泵浦結(jié)合內(nèi)腔反射式體布拉格光柵壓窄2.1μm激光線寬的方案開展了相關(guān)理論和實驗研究。理論方面,首先對基于PPMgLN-OPO的理論進行了分析,基于三波耦合方程及準(zhǔn)相位匹配原理,分析了PPMgLN晶體的波長特性、PPMgLN-OPO的閾值以及超閾值倍數(shù),隨后分析了引起2.1μm激光線寬展寬的原因,并模擬了VBG的光譜與角譜選擇性原理,優(yōu)化了VBG的參數(shù),最后從Nd:YVO₄晶體能級特性入手,對比分析了傳統(tǒng)808nm泵浦與880n... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

內(nèi)腔OPO實驗裝置圖

瑞典皇家理工學(xué)院應(yīng)用物理系的 Peter Zeil 等人，研究了一種具有最率還可獨立于泵浦功率進行調(diào)節(jié)的連續(xù) SRO。采用可變反射體積布拉格光）作為環(huán)形腔的輸出耦合器，省略了任何額外的腔內(nèi)元件。最終獲得了信號@1.55μm）、閑頻光（11W@3.4μm）的效率為 75%的 SRO，輸出功率為 30W[2014 年，中國工程物理研究院的彭玨直接研究了單諧振 PPMgLN-OPO 的振蕩同泵浦功率下的轉(zhuǎn)換效率，模擬并計算了 PPMgLN 晶體的溫度調(diào)諧曲線；剖的線寬變寬的要素，理論計算了線寬展寬量。實驗上，在抽運功率為 173W 105°C 時，得到了 64.2W 的參量光輸出，斜效率為 37.1%，還獲得了 35.1Wm 信號光和 29.1W 的 2.907μm 閑頻光輸出，并將信號光和閑頻光的線寬壓縮m 和 0.862nm[22]。015 年，中山大學(xué)物理與工程學(xué)院的 Jing Guo 利用 Q 開關(guān) Nd:YVO4激光器抽高效內(nèi)腔 PPMgLN-OPO，并將 VBG 作為輸出耦合器。重復(fù)頻率為 15kHz，W 的 2.1μm 激光，脈沖持續(xù)時間<2ns。在 17.5W LD 泵浦功率下，2.1μm 的最率為 19.5%，測得 2.1μm 水平和豎直方向 M2因子分別為 1.85 和 2.37[23]。實如下：

2.1μm PPMgLN 光參量振蕩器的理論作為獲取寬波帶可調(diào)諧激光的重要途徑，其實質(zhì)是光用，進而實現(xiàn)光學(xué)頻率轉(zhuǎn)變的過程[31]。OPO 利hing，QPM）來獲得高效可調(diào)諧激光[32]。本章將從準(zhǔn)耦合方程及色散方程，對 PPMgLN 晶體的波值及超閾值倍數(shù)展開的理論分析，為后續(xù)實驗提供O 的理論分析理是周期性改變非線性晶體自發(fā)極化方向，補償參和參量光之間的相位失配，以獲得非線性效應(yīng)的增強1）（2）（3）分別表示相位匹配、準(zhǔn)相位匹配以及相泵浦光轉(zhuǎn)變?yōu)閰⒘抗猓谙喔砷L度（lc-2lc）區(qū)間出泵浦光轉(zhuǎn)換。通過把非線性晶體做成周期性反轉(zhuǎn)的一量光之間的相位失配[34-35]。


本文編號：3144964