利用Ⅱ类匹配谐振倍频产生多种非经典光场的实验研究

论文题目: 利用Ⅱ类匹配谐振倍频产生多种非经典光场的实验研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学

作者: 罗玉

导师: 潘庆

关键词: 谐振倍频,类非临界匹配,晶体,压缩光,纠缠光

文献来源: 山西大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文介绍了利用Ⅱ类匹配谐振倍频产生多种非经典光场的实验和理论研究,主要内容包括: 1.介绍了二阶非线性过程及其详细分类、相位匹配条件、压缩态和纠缠态的理论模型和判断标准。简要回顾了谐振倍频、压缩态光场、纠缠光源实验的发展过程。 2.列举了影响倍频效率的主要因素,包括激光光束和谐振腔两方面。分析了非线性转换系数与光束形状、谐振腔参数的关系,以及几种主要谐振腔形的特点,理论计算了泵浦功率与谐波功率、倍频效率的函数关系。兼顾性能和易用性,设计制作了由半整块KTP晶体和一个凹面镜组成的双共振驻波谐振腔,它既可以作为倍频光源泵浦光参量振荡腔,又可以作为研究谐振倍频产生非经典光场的理想平台。采用Ⅱ类非临界相位匹配方式,通过把晶体加热到80℃来达到相位匹配点。用自行研制的瓦级全固化整体腔单频激光器作为泵浦源。在1.18W泵浦功率下谐振倍频腔输出绿光功率为849mW,倍频效率72%,考虑到输出镜对绿光90%的透射率,实际倍频效率达80%。绿光短期频率稳定性优于±246KHz(1分钟),长期频率稳定性优于±2.3MHz(30分钟)。 3.理论计算了Ⅱ类匹配倍频腔的经典运动规律和基频光、倍频光输出场的量子噪声谱:腔内存在两个基频光模式,一个偏振方向与泵浦

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1．1 引言

1．2 光学二阶非线性过程

1．2．1 二阶非线性过程概述

1．2．2 二阶非线性过程的分类

1．2．3 相位匹配条件

1．2．4 相位匹配的分类

1．3 谐振倍频

1．4 压缩光产生源

1．4．1 相干态

1．4．2 正交算符和最小不确定态

1．4．3 压缩态

1．5 压缩光源的进展

1．6 纠缠光产生源

1．6．1 量子纠缠的起源和发展

1．6．2 纠缠态产生源的分类

1．6．3 连续变量纠缠态的判据

1．6．4 连续变量纠缠实验进展

第2章 Ⅱ类匹配外腔倍频绿光源

2．1 倍频腔的设计

2．1．1 倍频腔的分类

2．1．2 影响倍频效率的一般因素

2．1．3 KTP晶体

2．1．4 非线性转换系数

2．1．5 倍频腔腔形参数

2．1．6 倍频效率和谐波功率

2．2 实验装置

2．2．1 光路

2．2．2 锁腔电路系统

2．3 实验过程

2．4 实验结果

第3章谐振倍频同时产生多种压缩光场

3．1 倍频腔的量子模型

3．2 量子模型的解法

3．2．1 两种主要解法

3．2．2 算符线性化

3．3 Ⅱ类相位匹配双共振倍频过程产生压缩基频场

3．3．1 量子朗之万运动方程

3．3．2 经典动力学方程

3．3．3 噪声谱解

3．4 Ⅱ类相位匹配三共振倍频过程产生压缩倍频场

3．5 基频偏振压缩

3．6 产生基频压缩光的实验装置与结果

3．6．1 光路

3．6．2 探测系统

3．6．3 实验过程

3．6．4 实验结果

3．7 产生倍频压缩光的实验装置与结果

第4章谐振倍频产生纠缠光束

4．1 50/50分束器的输入输出关系

4．2 存在纠缠的理论预测

4．3 纠缠光合成与探测

4．4 实验装置与结果

4．4．1 实验光路

4．4．2 π相位差锁定系统

4．4．3 π/2相位差锁定系统

4．4．4 实验过程

4．4．5 实验结果

第5章结论

第6章附录

6．1 全固化瓦级单频红外激光器

6．1．1 激光器结构

6．1．2 输出特性

6．1．3 影响激光器稳定的外部因素

6．2 论文中用到的 Mathematica程序

6．2．1 用 ABCD矩阵计算驻波腔腔参数

6．2．2 用 ABCD矩阵计算激光谐振腔参数

6．2．3 谐振倍频理论计算与数据拟合

参考文献

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发布时间: 2005-08-31

参考文献

[1].微纳材料中倍频与双光子荧光的表征及应用[D]. 黄晓阳.南京大学2017
[2].高功率激光宽带倍频技术研究[D]. 郑万国.复旦大学2006
[3].铷原子D1线795nm偏振压缩光的实验制备与探测[D]. 韩亚帅.山西大学2017

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