光參量振蕩（OPO）是實現(xiàn)中紅外激光的重要技術(shù)手段,具有靈活的波長調(diào)諧、緊湊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高的轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點。其中,基于周期性極化晶體的準相位匹配OPO是實現(xiàn)中紅外可調(diào)諧輸出的重要手段。由于周期性極化鈮酸鋰晶體（PPLN）具有寬的透射范圍和高的有效非線性系數(shù)等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于準相位匹配OPO。本文主要討論基于準相位匹配MgO:PPLN-OPO的連續(xù)激光性能,研究了MgO:PPLN晶體在不同極化周期和溫度條件下的調(diào)諧特性。此外通過模擬計算腔內(nèi)的模式匹配情況,設(shè)計了直線腔和V-型腔兩種腔型,分別對兩種腔型優(yōu)化,獲得了高輸出效率、寬波段連續(xù)可調(diào)諧的中紅外激光輸出。具體研究內(nèi)容如下:1.通過三鏡直線腔結(jié)構(gòu)設(shè)計降低腔內(nèi)損耗,提高MgO:PPLN-OPO的轉(zhuǎn)換效率。在12.4 W的入射泵浦功率下,獲得了3.27 W的總輸出功率,對應(yīng)光光轉(zhuǎn)換效率為26.4%。為了進一步提高直線腔型的輸出功率和效率,對腔內(nèi)模式進行了模擬計算。發(fā)現(xiàn)當各個腔鏡均采用平凹鏡時,既可以有效地壓縮基頻光腔的模式,又有利于基頻光腔和OPO腔的基模光斑在MgO:PPLN晶體上更好地匹配,從而提高轉(zhuǎn)換效率。實驗中,通過改變MgO:P... 

【文章來源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

周期極化晶體結(jié)構(gòu)示意圖

第二章 準相位匹配和 MgO:PPLN-OPO 特性 (1))2()2(dnzndnzneffeff化周期。將其展開為傅里葉級數(shù)的復(fù)數(shù)形式： mikzeffmdge同非線性過程中每個疇的有效非線性系數(shù)， k2級數(shù)的系數(shù)：2sin m

gle resonance, (b) Idler-resonant singleresonance, (c) Double resonance根據(jù)腔內(nèi)振蕩的光波數(shù)目可以將 OPO 分為單諧振 OPO（如圖 2-3(a)和圖2-3(b)）和雙諧振 OPO（如圖 2-3(c)）。單諧振 OPO 中，OPO 腔內(nèi)只存在一種光波振蕩，圖 2-3(a)和圖 2-3(b)分別是信號光和閑頻光單諧振的示意圖。以信號光單諧振為例，對 OPO 腔鏡的鍍膜設(shè)計進行說明。輸入鏡片鍍有對基頻光增透、對信號光和閑頻光高反的膜系，耦合輸出鏡對閑頻光高透、對信號光部分透過，通過控制耦合輸出鏡對信號光的透過率改變腔內(nèi)損耗。當信號光的放大增益等于其在腔內(nèi)的損耗時，OPO 腔內(nèi)能夠建立起信號光的穩(wěn)定振蕩。雙諧振要求 OPO腔同時滿足信號光和閑頻光的諧振條件，耦合輸出鏡需要對信號光和閑頻光均為部分透過。與雙諧振 OPO 相比，單諧振 OPO 雖然具有較高的起振閾值[56]，但是其輸出穩(wěn)定性和調(diào)諧性能優(yōu)于前者[87-88]。為了提高非線性光學(xué)晶體上的基頻光功率密度

【參考文獻】：
期刊論文
[1]緊湊型MgO:PPLN寬波段可調(diào)諧連續(xù)光參量振蕩器[J]. 張永昶,朱海永,張靜,郭俊宏,張棟,段延敏.  紅外與激光工程. 2018(11)
[2]180 W單頻全光纖激光器[J]. 張利明,鄢楚平,馮進軍,張昆,張浩彬,朱辰,張大勇,趙鴻,陳念江,李堯,郝金坪,王雄飛,何曉彤,周壽桓.  紅外與激光工程. 2018(11)
[3]2μm摻鈥固體激光器研究進展[J]. 吳春婷,姜妍,戴通宇,張晚秋.  發(fā)光學(xué)報. 2018(11)
[4]高功率窄譜寬1915 nm摻銩光纖激光器研究[J]. 張偉,吳聞迪,余婷,孟佳,楊中國,陳曉龍,劉超銘,葉錫生.  紅外與激光工程. 2018(05)
[5]65mJ室溫Fe2+:ZnSe中紅外激光器[J]. 孔心怡,柯常軍,胡呈峰,朱江峰,吳天昊,杭寅.  中國激光. 2018(01)
[6]量子級聯(lián)激光器:從中紅外到太赫茲[J]. 劉峰奇.  光學(xué)與光電技術(shù). 2017(05)
[7]單塊KTA晶體級聯(lián)光參量振蕩2.6μm激光器[J]. 段延敏,朱海永,阮秀凱,黃曉虹,崔桂華,張耀舉,王鴻雁.  強激光與粒子束. 2016(10)
[8]基于角度切割MgO:PPLN晶體的高平均功率、穩(wěn)定的連續(xù)波單振蕩光學(xué)參量振蕩器（英文）[J]. 鄭雄樺,何廣源,焦中興,王彪.  紅外與毫米波學(xué)報. 2015(06)
[9]2.5THz量子級聯(lián)激光器的研制[J]. 王雪敏,沈昌樂,蔣濤,湛治強,黎維華,彭麗萍,鄧青華,樊龍,王新明,閻大偉,趙妍,吳衛(wèi)東,唐永建.  強激光與粒子束. 2015(12)
[10]中紅外固體激光器研究進展[J]. 潘其坤.  中國光學(xué). 2015(04)

碩士論文
[1]基于周期極化鈮酸鋰晶體的角度調(diào)諧光學(xué)參量振蕩器[D]. 張浩.天津大學(xué) 2004



本文編號：3263925