KDP晶體是一種性能優(yōu)異的非線性晶體,被廣泛的應(yīng)用于電光調(diào)制、激光的頻率轉(zhuǎn)換等方面。強(qiáng)激光作用會(huì)導(dǎo)致非線性吸收和自聚焦效應(yīng)的產(chǎn)生,這在一定程度上不利于KDP晶體損傷閾值的提升。Z掃描方法具有操作簡(jiǎn)單精度高的特點(diǎn),是研究材料的非線性光學(xué)性質(zhì)的一種方法。本文利用皮秒Z掃描技術(shù)研究了KDP和DKDP晶體的非線性吸收和非線性折射與樣品厚度和激光波長(zhǎng)及能量的關(guān)系;對(duì)雜質(zhì)離子引起的非線性吸收與晶體損傷之間的關(guān)系做了研究,同時(shí)也研究了泵浦光作用下KDP晶體的非線性光學(xué)效應(yīng),其主要研究工作和結(jié)果如下:(1)基于薄介質(zhì)和厚介質(zhì)的Z掃描理論,研究了樣品厚度、激光波長(zhǎng)和光功率密度對(duì)KDP晶體非線性光學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:在相同的光功率密度下,厚樣品表現(xiàn)出更強(qiáng)的非線性吸收和折射;短波長(zhǎng)更容易誘導(dǎo)晶體非線性效應(yīng)的產(chǎn)生,355nm和532nm波長(zhǎng)KDP晶體表現(xiàn)出明顯的反飽和吸收和自聚焦效應(yīng),雙光子吸收是非線性吸收的主要機(jī)制;1064nm波長(zhǎng)KDP晶體并未表現(xiàn)出非線性光學(xué)性質(zhì)。(2)研究了KDP晶體中的雜質(zhì)離子與非線性吸收和損傷閾值的關(guān)系,也對(duì)點(diǎn)籽晶法生長(zhǎng)的KDP晶體不同生長(zhǎng)部位和DKDP晶體中不同氘含量切割方向和對(duì)晶體非線性光學(xué)性質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:雜質(zhì)離子含量越多KDP晶體的非線性吸收越明顯,相應(yīng)的損傷閾值也更低;點(diǎn)籽晶法生長(zhǎng)的KDP晶體其非線性光學(xué)性質(zhì):Z向大于Ⅱ類切割方向,柱面區(qū)大于錐面區(qū);DKDP中非線性光學(xué)性質(zhì)隨著氘含量的增加而減小。(3)采用泵浦激光加載,研究了不同發(fā)次355nm納秒激光輻照對(duì)532nm皮秒激光作用KDP晶體的非線性光學(xué)性質(zhì)的影響,同時(shí)研究了納秒-皮秒激光同步加載下KDP晶體的非線性。結(jié)果表明:隨著納秒激光輻照發(fā)次的增加和通量的增加,KDP晶體均表現(xiàn)出更強(qiáng)的非線性吸收,而非線性折射變化不明顯。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O437
【部分圖文】：

緒論研究背景煤 、石油等化 石燃 料日益 匱 乏 的今 天 ，尋找一種 可再生能源 各 國(guó) 科 學(xué) 家 研 究 的 焦 點(diǎn) 。 其 中 激 光 慣 性 約 束 核 聚 變 (ICF)被 有 巨大潛力的 清潔 能源 供給方 式。高功率激 光裝置的 出現(xiàn)，驗(yàn) 室中產(chǎn)生受 熱核 聚變 成為了 可 能[1]。慣性 約束 核聚 變的 科驅(qū) 動(dòng)著各國(guó)在 聚變 能源 的研究 領(lǐng) 域競(jìng)相角逐 ，很多國(guó)家 都相 大型的激光聚 變驅(qū) 動(dòng)裝 置。例如 美 國(guó)的 “國(guó)家點(diǎn) 火裝置 (NIF)設(shè) 的“兆焦 耳激 光 裝置（LMJ）”以及我國(guó) 的“神光Ⅲ主機(jī) 裝置 前 ， 對(duì) 于 ICF 的 研 究 仍 然 是 美 國(guó) 居 于 世 界 前 列 ， 其 NIF 光 共有 192 路 光束，KDP 和 DKDP 晶體的位置如 圖 1-1 所示。

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 3頁(yè) 室 溫 下 DKDP 具 有 四 方 相 和 單 斜 相 兩 種 晶 型 ， 由 于 單 斜 相 不 具 備 實(shí) 用 價(jià) 值 ， 所 以 通 常 所 說 的 DKDP 為 四 方 晶 系 的 晶 。KDP 晶 體是 一種 以離 子鍵 為主的 多鍵 型晶 體 ，同時(shí) 包 括 氫 鍵 ，晶胞結(jié) 構(gòu)如 圖 1-2(b)所示 。KDP 晶體 的 每 個(gè)單胞中 有四可以 理解 為由 兩套相互穿 插 的 PO4四面體體 心格子和兩套相 K+體 心 格 子 組 成 ， 每 個(gè) K 原 子 周 圍 有 8 個(gè) 氧 原 子 。 P 原 子 間 以共價(jià)鍵的 形式 組 合 成 PO4基團(tuán) ，每個(gè) P 原子 被近 似位 于 角 的 四 個(gè) 氧 原 子 包 圍 ， 每 個(gè) PO4四 面 體 中 的 O 通 過 氫 鍵 與 的 PO4四面 體中的 O 相連 ，氫鍵幾乎與 C 軸垂直。

圖 1-3 Z 掃 描 原 理 圖Fig.1-3 The schematic graphic of Z-scan technology 國(guó) 的 Von Stryland 小 組 提 出 了 一 種 新 的 非 線 Z 掃描方 法[48]，如圖 1-3 所示，它是建 立在的 ，利用光束 的橫 向效 應(yīng)測(cè)量 非 線性效應(yīng) 。這焦光束 的焦 點(diǎn)附 近不同 位 置的透過率變化 ，經(jīng)到材料 的非 線性 吸收系 數(shù) 和折射率 。對(duì)于 同時(shí)吸收以 及自 聚焦 或散焦 效 應(yīng)的材料 ，此方 法不極 化率 的 實(shí)部 （折 射） 和虛部 （吸 收 ），還 可正負(fù)和 吸收 類型。因此 ，該技術(shù)自 提出 以后被的非線 性光 學(xué)效 應(yīng)和非 線 性參量的測(cè)量 。實(shí)驗(yàn)經(jīng)分光 鏡分 為兩 束，透射 光經(jīng) 聚焦 透鏡會(huì)聚 于用能 量探 頭探 測(cè)激 光 的 能 量；對(duì) 于反 射光 直接個(gè) 探頭 探測(cè)的能量 作 比值 ，通過樣品 的移動(dòng)就變化的 關(guān)系 ，最后經(jīng) 理 論 擬合就可得到 材料 的

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳鑫;趙倩倩;王曉春;陳軍;巨新;;Linear optical properties of defective KDP with oxygen vacancy: First-principles calculations[J];Chinese Physics B;2015年07期

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本文編號(hào)：2828513