自1961年P.A.Franken et al.于石英晶體首次觀測到紅寶石激光器的二次諧波信號以后,人們就認識到了光學非線性頻率變換技術在產(chǎn)生新的波段激光方面的潛能,很快便制定了經(jīng)非線性介質進行非線性頻率變換的準則,促進了如倍頻（Second Harmonic Generation,SHG）、和頻（Sum Frequency Generation,SFG）、差頻、光學參量產(chǎn)生、放大和振蕩等二階非線性頻率變換技術的發(fā)展。為將激光光譜范圍擴展到新的波段,作為產(chǎn)生寬調諧波長的光學參量振蕩（Optical Parametric Oscillation,OPO）技術就顯得尤為重要,特別是連續(xù)波的單共振光學參量振蕩器（Singly Resonant OPO,SRO）的發(fā)展與延伸（如級聯(lián)倍頻與和頻）。而其發(fā)展又嚴重依賴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,結合非線性頻率變換技術,目前已可實現(xiàn)連續(xù)波高功率可調諧紫外到中紅外波段的激光輸出。準相位匹配的周期極化晶體是重要的非線性介質,在實現(xiàn)連續(xù)可調諧激光光源方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。依據(jù)極化周期分布的不同,準相位匹配周期極化晶體可... 

【文章來源】：河南大學河南省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

各種二階非線性頻率變換過程原理示意圖

其相對于復雜昂貴的固態(tài)激光器就擁有更緊湊、結實、簡化的抽運結構優(yōu)點，且隨著它連續(xù)傳輸數(shù)瓦特輸出功率能力的提高，在不同時間尺度下的高功率光纖抽運波長轉換光源已經(jīng)發(fā)展成為了可能。通過發(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，再結合 QPM 非線性晶體材料(如 MgO:PPLN、MgO:sPPLT 等)，開發(fā)延伸出廣泛的可調激光光源，覆蓋光譜范圍從 4 μm 中紅外光到 311 nm 紫外光。我們主要集中關注級聯(lián) OPO 可調激光光源的發(fā)展，以便將摻鐿光纖抽運激光通過內部 SHG / SFG的頻率上轉換技術獲取可見到紫外光波。OPO 非線性頻率變換技術，曾一度受有限的光譜和時域的影響，現(xiàn)如今其光譜范圍已覆蓋紫外可見光到中紅外光譜[8-11]，如圖 1-2 所示為通過不同的二階非線性頻率變換技術實現(xiàn)1064 nm激光波段的擴展以獲得從紫外到中紅外的可調諧激光光源[12]�；诰毣O計理念和抽運方案，該方面的發(fā)展已出現(xiàn)了以前不可實現(xiàn)的多種可調光源，且也實現(xiàn)了具有增強光譜和空間相干性的高功率抽運激光器。

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。1.1.2 OPO 分類根據(jù)諧振腔內共振光的數(shù)目，OPO 可分成：只一種激光(信號光或閑置光)在腔內共振的單共振光學參量振蕩器(SRO)[19]；抽運光同時在腔內共振的抽運增強 SRO (PumEnhanced SRO, PE-SRO)[19]；信號和閑置光在腔內都共振是雙共振光學參量振蕩器(Doubly Resonant OPO, DRO)[19]；抽運、信號和閑置光三者同時在腔內共振的三共振光學參量振蕩器(Triply Resonant OPO, TRO)[19]，如圖 1-3 為 OPO 分類示意圖[20]。SRO 相對于其它三種，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諧激光，在科學研究、光通信、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療診斷等方面具有廣泛的應用。目前，SRO 普遍存在系統(tǒng)復雜、體積龐大、造價昂貴及效率不高等問題，未來還需在推動及優(yōu)化其系統(tǒng)的設計與發(fā)展領域上努力。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3527068