本文關(guān)鍵詞：基于RTP和KTA晶體的變頻激光研究

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【摘要】：光學(xué)參量振蕩(OPO)和受激拉曼散射(SRS)是非常重要的非線性變頻技術(shù),通過它們變頻可以獲得普通激光器無法獲得的新型波長激光輸出。通過半導(dǎo)體激光(LD)泵浦的全固態(tài)內(nèi)腔式OPO和拉曼激光具有閾值低、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)緊湊和轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn),吸引著越來越多人的關(guān)注。RTP和KTA晶體是KTP晶體的同構(gòu)體,具有高效的二階非線性光學(xué)效應(yīng),同時具有較強(qiáng)的拉曼增益,是優(yōu)異的變頻晶體。本論文分別基于兩種晶體開展了光學(xué)參量振蕩和拉曼激光研究。主要研究內(nèi)容如下:1.進(jìn)行了基于LD端面泵浦Nd:YAP/RTP組合的內(nèi)腔式OPO激光的研究。采用尺寸為4×4×20mm3、非臨界相位匹配角度(θ=900,φ=00)切割的RTP晶體作為腔內(nèi)OPO的非線性變頻晶體。在入射泵浦功率為13.1W,脈沖重復(fù)頻率為20kHz時,獲得了平均輸出功率為1.1W的1.65μm人眼安全激光的輸出,對應(yīng)的泵浦光到信號光的轉(zhuǎn)換效率為8.4%;當(dāng)脈沖重復(fù)頻率為5kHz時,獲得了最窄脈沖寬度為4.4ns,最高的脈沖峰值功率為30.8kW。2.進(jìn)行了基于LD端面泵浦Nd:YAG/KTA組合的拉曼激光的研究。選擇KTA晶體作為腔內(nèi)拉曼的變頻晶體,且對KTA晶體的拉曼效應(yīng)進(jìn)行研究分析。采用兩塊沿X軸向切割、尺寸分別為5×5×25mm3和5×5×20mm3的KTA晶體進(jìn)行拉曼激光實(shí)驗(yàn)對比。長度為25mm的KTA晶體獲得了較高的輸出功率。在入射泵浦功率為10.9W,脈沖重復(fù)頻率為15kHz時,獲得了平均輸出功率為1.12W拉曼激光的輸出,對應(yīng)的泵浦光到拉曼激光的轉(zhuǎn)換效率為10.3%,脈沖寬度為7.6ns,斜效率為15.2%。在實(shí)驗(yàn)中檢測到多階斯托克斯光的光譜,其中,波長1091nm、1120nm、1150nm和1182nm的光分別對應(yīng)KTA晶體拉曼頻移數(shù)為234cm-1的一階、二階、三階和四階斯托克斯光,波長為1147nm的光對應(yīng)KTA晶體拉曼頻移數(shù)為671cm-1的一階斯托克斯光。
【關(guān)鍵詞】：光參量振蕩器 RTP晶體 受激拉曼散射 KTA晶體
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O734;TN753.91;TN24
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1 非線性變頻技術(shù)的概述9-13
• 1.1 光參量振蕩（OPO）研究進(jìn)展9-11
• 1.2 全固態(tài)拉曼激光器的發(fā)展進(jìn)程11-13
• 2 本論文的主要內(nèi)容和研究意義13-15
• 第二章 變頻理論分析及器件設(shè)計15-33
• 1 光參量振蕩器15-21
• 1.1 光參量振蕩原理15-16
• 1.2 光參量振蕩器的分類16-18
• 1.3 三波耦合相互作用原理18-21
• 2 晶體的相位匹配理論21-29
• 2.1 相位匹配條件21-22
• 2.2 相位匹配分類22-24
• 2.2.1 單軸晶體相位匹配22-23
• 2.2.2 雙軸晶體的相位匹配23-24
• 2.3 非線性RTP晶體分析及相位匹配24-29
• 2.3.1 RTP晶體的分析24-25
• 2.3.2 RTP晶體相位匹配參數(shù)的計算25-29
• 3 拉曼散射以及KTA晶體介紹29-33
• 3.1 拉曼散射原理29-30
• 3.2 拉曼晶體KTA的分析30-33
• 第三章 LD端面泵浦Nd:YAP腔內(nèi)RTP-OPO激光的研究33-41
• 1 增益介質(zhì)Nd:YAP晶體的特性介紹33-35
• 2 LD端面泵浦Nd:YAP/RTP光參量振蕩激光研究35-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計圖35-37
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論37-40
• 3 小結(jié)40-41
• 第四章 LD端面泵浦內(nèi)腔式Nd:YAG/KTA多階拉曼激光研究41-49
• 1 增益介質(zhì)Nd:YAG晶體的特性介紹41-42
• 2 LD端面泵浦Nd:YAG/KTA多階拉曼激光的研究42-47
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計圖42-43
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論43-47
• 3 小結(jié)47-49
• 第五章 總結(jié)與討論49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 致謝55-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄57

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本文編號：922443