连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的研究

论文题目: 连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 邓诚先

导师: 李正佳

关键词: 非线性光学,光学参量振荡器,相位匹配,走离补偿,光放大,端面泵浦,激光器,被动,开关

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光学参量振荡器是产生具有高度相干性的可调谐辐射的器件。随着激光器和二阶非线性晶体的科学和技术的进步,光学参量振荡器的理论和技术也逐渐得到发展。本论文主要从理论和实验上研究了连续波至纳秒脉冲光学参量振荡器的特性。论文中的主要工作如下所述。利用格林函数法和微扰法发展了单通相互作用的光学参量振荡器的阈值和效率的一般化分析理论。泵浦波和非共振的闲置波的电场强度被表示成有效二阶非线性系数的级数形式。文中考虑了基模椭圆高斯光束、光束的衍射效应、任意强度的聚焦、任意焦点位置、相位失配、光束走离、小的线性吸收系数等。结果适合于描述稳态运行、一般化共线相位匹配的光学参量振荡器。推导了内腔连续波单共振光学参量振荡器的光强特性的平面波理论。发展了内腔连续波单共振光学参量振荡器的功率特性的高斯光束理论,该理论更确切地描述了这类光学参量振荡器的特性。将激光谐振腔内的二阶非线性相互作用视为激光器的一种输出损耗,求解描述激光器特性的方程,得到激光器的非线性反射率和内腔连续波单共振光学参量振荡器的信号波和闲置波的光强或功率特性。在平面波理论中,考虑了准三能级、四能级激光增益介质的端面泵浦特性,对于环行腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器,分析了其在平均场和非平均场近似条件下的特性,而对于驻波腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器,分析了其在平均场近似条件下的特性。在高斯光束理论中,考虑了四能级激光增益介质的端面泵浦特性,分析了平均场近似条件下驻波腔结构的内腔连续波单共振光学参量振荡器的特性。发展了稳态运行、具有腔内光放大的环形腔单共振光学参量振荡器的功率特性的高斯光束理论。在这种结构的单共振光学参量振荡器中,适当地选择光放大器的参数,可以很大程度地降低单共振光学参量振荡器的泵浦阈值。在平均场近似下,无二阶非线性交叉耦合作用、具有腔内光放大的环形腔单共振光学参量振荡器的工作范围分为四个工作区域,且存在最小的单共振光学参量振荡器的泵浦阈值。分析中考虑了作为光放大器的激光增益介质的端面泵浦特性以及一般化单共振光学参量振荡器的特性。推导了描述以Cr4+:YAG 作为饱和吸收体和激光增益介质、被动Q 开关运行的Nd:YAG 激光器谐振腔内泵浦的Cr4+:YAG 激光器和单共振光学参量振荡器的动力学特性的速率方程。适当条件下作为激光增益介质的Cr4+:YAG 同时具有对二阶非线性作用过程产生的处于Cr4+:YAG 激光增益谱范围内的SRO 信号波的放大作用。分析中

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 光学参量振荡器的发展简史

1.2 光学参量振荡器的基本理论和性质

1.3 非线性晶体

1.4 光学参量振荡器理论的发展和现状

1.5 光学参量振荡器实验的发展和现状

1.6 光学参量振荡器的应用

1.7 商品化的非线性晶体和光学参量振荡器

1.8 本论文研究的目的和内容

2 光学参量振荡器阈值和效率的一般分析

2.1 介绍

2.2 分析方法和基本理论

2.3 单共振光学参量振荡器阈值和效率的一般分析

2.4 双共振光学参量振荡器阈值和效率的一般分析

2.5 讨论

2.6 小结

3 内腔连续波单共振光学参量振荡器

3.1 介绍

3.2 分析方法和基本理论

3.3 平面波分析

3.4 高斯光束理论分析

3.5 讨论

3.6 小结

4 具有腔内光放大的单共振光学参量振荡器

4.1 介绍

4.2 分析方法

4.3 分析的理论

4.4 结果分析

4.5 讨论

4.6 小结

5 被动Q 开关Nd:YAG 激光器腔内泵浦的Cr~(4+):YAG 激光器和单共振光学参量振荡器

5.1 介绍

5.2 分析方法

5.3 理论

5.4 应用

5.5 讨论

5.6 小结

6 多个非线性晶体中的差频产生和参量振荡

6.1 介绍

6.2 分析方法和基本理论

6.3 平面波理论

6.4 高斯光束理论

6.5 应用

6.6 讨论

6.7 小结

7 激光谐振腔内光学参量过程的理论和实验

7.1 介绍

7.2 激光谐振腔内同时双共振参量振荡和倍频的理论

7.3 Nd:YAG 激光谐振腔内光学参量过程的实验

7.4 讨论

7.5 小结

8 结论

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录

附录2 光学参量振荡器常用和重要的理论

附录3 论文中的一些说明

发布时间: 2006-04-05

参考文献

[1].高功率光纤激光泵浦中红外光学参量振荡器研究[D]. 尚亚萍.国防科学技术大学2017
[2].纳秒光学参量振荡器及其应用技术研究[D]. 万勇.电子科技大学2006
[3].片状光学参量振荡器中的光学参量过程的研究[D]. 林惠彬.南京大学2017
[4].新型光纤光学参量振荡器的研究[D]. 孙兵.浙江大学2013
[5].基于非线性效应的1550nm及2μm光纤激光器研究[D]. 胡凯.浙江大学2015
[6].连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D]. 姚文明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）2013
[7].高功率短脉冲固体激光及其泵浦的中红外周期极化铌酸锂光学参量振荡器特性研究[D]. 陈小明.西北大学2014
[8].基于光学超晶格的中红外光学参量振荡器研究[D]. 李世凤.南京大学2015
[9].基于非线性光学频率变换的人眼安全、中红外激光及太赫兹辐射源的研究[D]. 钟凯.天津大学2010
[10].1064nm主振荡功率放大泵浦PPMgLN中红外光学参量振荡器研究[D]. 王子健.长春理工大学2016

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