自1961年P(guān).A.Franken et al.于石英晶體首次觀測(cè)到紅寶石激光器的二次諧波信號(hào)以后,人們就認(rèn)識(shí)到了光學(xué)非線性頻率變換技術(shù)在產(chǎn)生新的波段激光方面的潛能,很快便制定了經(jīng)非線性介質(zhì)進(jìn)行非線性頻率變換的準(zhǔn)則,促進(jìn)了如倍頻（Second Harmonic Generation,SHG）、和頻（Sum Frequency Generation,SFG）、差頻、光學(xué)參量產(chǎn)生、放大和振蕩等二階非線性頻率變換技術(shù)的發(fā)展。為將激光光譜范圍擴(kuò)展到新的波段,作為產(chǎn)生寬調(diào)諧波長(zhǎng)的光學(xué)參量振蕩（Optical Parametric Oscillation,OPO）技術(shù)就顯得尤為重要,特別是連續(xù)波的單共振光學(xué)參量振蕩器（Singly Resonant OPO,SRO）的發(fā)展與延伸（如級(jí)聯(lián)倍頻與和頻）。而其發(fā)展又嚴(yán)重依賴(lài)于合適的非線性晶體,繼1995年研制出第一塊周期極化晶體以來(lái),結(jié)合非線性頻率變換技術(shù),目前已可實(shí)現(xiàn)連續(xù)波高功率可調(diào)諧紫外到中紅外波段的激光輸出。準(zhǔn)相位匹配的周期極化晶體是重要的非線性介質(zhì),在實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)諧激光光源方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。依據(jù)極化周期分布的不同,準(zhǔn)相位匹配周期極化晶體可... 

【文章來(lái)源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各種二階非線性頻率變換過(guò)程原理示意圖

其相對(duì)于復(fù)雜昂貴的固態(tài)激光器就擁有更緊湊、結(jié)實(shí)、簡(jiǎn)化的抽運(yùn)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，且隨著它連續(xù)傳輸數(shù)瓦特輸出功率能力的提高，在不同時(shí)間尺度下的高功率光纖抽運(yùn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光源已經(jīng)發(fā)展成為了可能。通過(guò)發(fā)展大功率連續(xù)波 1064 nm 摻鐿光纖激光器或摻釹固態(tài)激光器，再結(jié)合 QPM 非線性晶體材料(如 MgO:PPLN、MgO:sPPLT 等)，開(kāi)發(fā)延伸出廣泛的可調(diào)激光光源，覆蓋光譜范圍從 4 μm 中紅外光到 311 nm 紫外光。我們主要集中關(guān)注級(jí)聯(lián) OPO 可調(diào)激光光源的發(fā)展，以便將摻鐿光纖抽運(yùn)激光通過(guò)內(nèi)部 SHG / SFG的頻率上轉(zhuǎn)換技術(shù)獲取可見(jiàn)到紫外光波。OPO 非線性頻率變換技術(shù)，曾一度受有限的光譜和時(shí)域的影響，現(xiàn)如今其光譜范圍已覆蓋紫外可見(jiàn)光到中紅外光譜[8-11]，如圖 1-2 所示為通過(guò)不同的二階非線性頻率變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)1064 nm激光波段的擴(kuò)展以獲得從紫外到中紅外的可調(diào)諧激光光源[12]�；诰�(xì)化設(shè)計(jì)理念和抽運(yùn)方案，該方面的發(fā)展已出現(xiàn)了以前不可實(shí)現(xiàn)的多種可調(diào)光源，且也實(shí)現(xiàn)了具有增強(qiáng)光譜和空間相干性的高功率抽運(yùn)激光器。

光波產(chǎn)生的共振光增益克服了其往返損耗，參量振蕩便啟動(dòng)。1.1.2 OPO 分類(lèi)根據(jù)諧振腔內(nèi)共振光的數(shù)目，OPO 可分成：只一種激光(信號(hào)光或閑置光)在腔內(nèi)共振的單共振光學(xué)參量振蕩器(SRO)[19]；抽運(yùn)光同時(shí)在腔內(nèi)共振的抽運(yùn)增強(qiáng) SRO (PumEnhanced SRO, PE-SRO)[19]；信號(hào)和閑置光在腔內(nèi)都共振是雙共振光學(xué)參量振蕩器(Doubly Resonant OPO, DRO)[19]；抽運(yùn)、信號(hào)和閑置光三者同時(shí)在腔內(nèi)共振的三共振光學(xué)參量振蕩器(Triply Resonant OPO, TRO)[19]，如圖 1-3 為 OPO 分類(lèi)示意圖[20]。SRO 相對(duì)于其它三種，其閾值較高但需要電子伺服系統(tǒng)便可獲得穩(wěn)定的下轉(zhuǎn)換輸出激光[19]，且輸出功率較高，因而通�？勺鳛檠兄聘吖β史�(wěn)定激光光源的首選，可產(chǎn)生紫外到中紅外波段高功率可調(diào)諧激光，在科學(xué)研究、光通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)和醫(yī)療診斷等方面具有廣泛的應(yīng)用。目前，SRO 普遍存在系統(tǒng)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)昂貴及效率不高等問(wèn)題，未來(lái)還需在推動(dòng)及優(yōu)化其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與發(fā)展領(lǐng)域上努力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]內(nèi)腔倍頻單共振光學(xué)參量振蕩器輸出特性分析[J]. 李鵬,高小霞,顧玉宗.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(09)
[2]3μm低閾值MgO:PPLN-OPO布拉格體光柵腔譜寬壓窄研究[J]. 邢廷倫,王禮,胡舒武,程庭清,吳先友,江海河.  中國(guó)激光. 2017(01)
[3]利用單共振光學(xué)參量振蕩器產(chǎn)生1.5μm連續(xù)單頻激光[J]. 李鵬,馬亞云,聶丹丹,馮晉霞,張寬收.  中國(guó)激光. 2014(08)
[4]可調(diào)諧Nd:YVO4/MgO:PPLN連續(xù)中紅外光學(xué)參量振蕩器（英文）[J]. 李丙軒,許珊,魏勇,王小蕾,黃呈輝,莊鳳江,陳瑋冬,翟蘇亞,李彥瑩,張戈.  光子學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]寬波段連續(xù)調(diào)諧全固態(tài)CW PPMgLN光學(xué)參量振蕩器[J]. 姚文明,檀慧明,田玉冰,崔錦江,王帆,董寧寧.  強(qiáng)激光與粒子束. 2013(08)
[6]外腔全固態(tài)連續(xù)波PPMgLN光學(xué)參量振蕩器與受激拉曼散射[J]. 姚文明,檀慧明,王帆,田玉冰,崔錦江,董寧寧.  中國(guó)激光. 2012(12)
[7]中紅外連續(xù)波單諧振光學(xué)參量振蕩器熱致相位失配[J]. 劉磊,汪曉波,李霄,許曉軍,姜宗福.  強(qiáng)激光與粒子束. 2012(01)
[8]Widely continuous-tunable 2.789-4.957 μm twin-MgO:PPLN cascaded optical parametric oscillator[J]. 夏林中,蘇紅,阮雙琛.  Chinese Optics Letters. 2009(11)
[9]基于PPLN的中紅外CW QPM-0P0技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張興寶,王月珠,姚寶權(quán),鞠有倫,陳德應(yīng).  激光雜志. 2005(06)
[10]內(nèi)腔連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器:高斯光束理論[J]. 鄧誠(chéng)先,李正佳,朱長(zhǎng)虹.  中國(guó)激光. 2005(06)

博士論文
[1]利用單共振光學(xué)振蕩器產(chǎn)生1.5μm激光的研究[D]. 李鵬.山西大學(xué) 2015
[2]連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器及受激拉曼散射現(xiàn)象的研究[D]. 姚文明.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013
[3]基于MgO：PPLN的中紅外連續(xù)波光學(xué)參量振蕩器技術(shù)的研究[D]. 趙家群.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]準(zhǔn)相位匹配PPMgLN光學(xué)參量振蕩器的研究[D]. 林洪沂.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2010



本文編號(hào)：3527068