导读:本文包含了连续波光学参量振荡器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤激光器,连续波,光学参量振荡器,准相位匹配
连续波光学参量振荡器论文文献综述
刘磊[1]（2013）在《光纤激光泵浦的连续波光参量振荡器研究》一文中研究指出光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator,OPO)作为一种最常用的可调谐激光光源,在光电对抗、光通信、遥感和光谱学等研究领域有着非常重要的应用前景。半导体泵浦的固体激光器是OPO的最常用泵浦源。这类激光器在高功率运转时为了降低热效应的影响往往含有较复杂的散热机构,不利于实用化的OPO在结构的紧凑性、系统的复杂度等方面的要求。光纤激光器比传统OPO所用二极管泵浦固体激光器泵浦源转换效率高。这使得其在与其他固体激光器同等输出功率下对制冷需求大大降低。这使得采用光纤激光器泵浦的OPO能够在缩小系统尺寸前提下,得到较高转换效率的激光输出。目前周期极化晶体技术的成熟使得准相位匹配连续波光学参量振荡器实现了中红外波段瓦量级的输出,采用级联振荡方式得到了在太赫兹波段的电磁波输出。如何利用以光纤激光器作为泵浦源的连续波光学参量振荡器的优势,通过调整高性能泵浦源输出功率、极化晶体的温度、周期、谐振腔长等参数,得到输出功率高、可调谐波长范围大、结构紧凑的可调谐光源是本文研究的主要问题。论文通过理论与数值模拟分析和实验研究等手段,针对光纤激光泵浦的连续波光学参量振荡器分别开展了高功率宽调谐连续波中红外OPO和级联太赫兹参量振荡相关研究。论文的主要工作包括以下内容:1、对大功率连续波光参量振荡器特性进行了理论分析。通过有限元分析的方法详细分析了采用Mg O:PPLN晶体的高功率连续波输出OPO当中的两个主要热效应:热透镜效应和热致相位失配效应。分析结果表明:基于Mg O:PPLN晶体的两镜线性腔模型,在室温下工作,泵浦光波长为1.064μm,信号光输出在3.3~3.4μm范围,当泵浦功率小于50 W时,热透镜影响相对较小。信号光反射率越小,热致相位失配越小,在100 W泵浦功率下,相对完全相位匹配下转化效率减小了近10%。2、建立了光纤激光器泵浦的线性腔和环形腔OPO实验装置,实验研究了线性腔结构的中红外CW-OPO的输出功率特性。在49 W线偏振光的泵浦下,得到了波长为3.414μm的闲频光最大12.09 W输出,量子转换效率为79.2%,波长为3.81μm的闲频光最大4.25 W输出,量子转换效率为31.1%。同时实现了3248~3820 nm波段的连续可调谐输出。进一步开展了四镜线性腔和环形腔结构的OPO实验研究,给出了实验的设计分析过程,得到了相关的功率输出特性。3、建立并推导了级联连续波光参量振荡过程的平面波分析模型。通过该模型计算得到的逆向参量过程的阈值与实验报道的阈值基本相吻合。计算结果表明:在晶体周期为24μm到30μm之间,前向参量过程的阈值为逆向过程的2.2~2.4倍。高阶级联参量过程的能量转换效率远大于存在Manley-Rowe关系限制的非级联非线性参量过程,级联次数小于6的参量转换过程的能量转换效率大小在10-4~10-5量级范围。4、结合两镜线性腔结构的OPO中的级联参量过程,开展了连续太赫兹波的相关实验研究。通过不同的泵浦功率,得到了相对于初始信号光分别为47,94和104 cm-1的频移量,对应的高阶信号光中心频率分别为:1487.0 nm,1497.5 nm和1499.7 nm。通过实验数据结合理论推导得出输出的THz波在1.4 THz和3.1 THz左右。研究表明有效控制泵浦线宽对级联参量振荡光的影响是提高级联参量振荡次数的关键。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2013-11-01）
姚文明[2]（2013）在《连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究》一文中研究指出尽管激光已经出现了50多年，但获得从紫外和可见光波段到近红外和中红外波段宽光谱范围的连续波激光输出仍然是一大难题。光学参量振荡器（OPO）作为一种可调谐相干光源，拓宽了激光输出波长范围，已成为非线性光学频率变换与激光调谐技术领域的重要组成部分。将在高分辨率光谱、军事和激光医疗领域有重要的应用价值。论文在理论分析的基础上，研制光束质量好、效率高、结构紧凑的Nd:YVO4激光器作为泵浦源，采用周期极化掺氧化镁铌酸锂（PPMgLN）晶体作为非线性晶体，实现了准相位匹配连续波光学参量振荡器，获得了近红外波段和中红外波段低阈值、宽连续调谐范围、高功率、高效率的稳定输出。理论方面：从非线性光学的基本原理出发，推导了介质中的叁波相互作用的耦合波方程；介绍了基于周期极化晶体的准相位匹配理论和PPMgLN晶体的特性；根据光学参量振荡器的基本原理，分析了单谐振连续波光学参量振荡器的增益，讨论了平面波近似和高斯光束近似下光学参量振荡器的阈值和转换效率；基于PPMgLN晶体，对光学参量振荡器的泵浦波长调谐、周期调谐、温度调谐和角度调谐的调谐特性进行了模拟计算，并结合实验对周期和温度调谐进行了深入分析；对常规Nd:YVO4晶体和键合Nd:YVO4晶体的热透镜效应进行了对比分析；对伴随产生的受激拉曼散射的阈值及耦合波方程进行了推导和分析。实验方面：首先对连续波光学参量振荡器的泵浦源进行研究。实验采用激光二极管阵列（LDA）端面泵浦方式和两镜直线腔结构，通过选择单端键合Nd:YVO4晶体降低由晶体端面形变引起的热透镜效应，实现了转换效率高、光束质量好、最大输出功率达到11.79W的1064nm连续波激光输出，满足了连续波光学参量振荡器对泵浦源的要求。然后，在理论分析的基础上，采用连续波1064nm激光器和两镜线性腔结构，对基于周期间隔为0.5μm的PPMgLN晶体的连续波光学参量振荡器进行了实验研究。通过优化模式匹配，提高了光学参量振荡器的输出功率和转换效率。连续波光学参量振荡器的工作阈值仅为0.3W；通过周期调谐，实现了连续波光学参量振荡器在近红外1.43~1.67μm和中红外2.93~4.12μm宽波段可调谐输出；当泵浦功率为11.79W时，在30.5μm周期处，总输出功率达到4.29W，光-光转换效率为36.4%，信号光1.55μm和闲频光3.40μm输出功率分别为3.14W和1.15W。其次，对高功率连续波光学参量振荡器中伴随输出的受激拉曼散射现象进行了研究和分析。研究发现，受激拉曼散射的产生对闲频光的输出存在重要影响。通过调整光学参量振荡器的输出镜，增加受激拉曼散射的振荡阈值，可有效抑制高阶受激拉曼散射的出现，同时将闲频光3.40μm的输出功率由1.15W提高到1.98W，光-光转换效率达到16.8%；由于受到低光子能量和非谐振等因素的影响，在闲频光波段没有发现受激拉曼散射。最后，对连续光学参量振荡器的连续调谐输出特性进行了实验研究。泵浦源为连续波Nd:YVO4激光器，基于0.2μm间隔的PPMgLN晶体的29.8~31.4μm极化周期，在周期调谐的基础上进行温度调谐，实现了信号光1.49~1.68μm和闲频光2.88~3.68μm连续无分离可调谐输出。采用小周期间隔的非线性晶体，大大降低了组合调谐所需的温度范围，有效提高了组合调谐的调谐速度和效率。该套装置的最大特点是调谐范围宽，速度快，可实现宽波段范围连续无分离的激光输出。(本文来源于《中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）》期刊2013-05-01）
刘磊,李霄,许晓军,林涛,杨旭[3]（2012）在《连续波光参量振荡器定向红外干扰》一文中研究指出介绍了基于光纤激光器泵浦的光学参量振荡器发展现状及其在定向红外干扰技术中的应用前景,对定向红外干扰技术的一些基本原理进行了讨论。利用自研的一台基于光纤激光器泵浦的连续波光学参量振荡器,通过周期调谐的方式分别实现3.414,3.630和3.820μm的瓦级中红外激光输出。采用这3个波长的激光对中红外热像仪进行了干扰原理性实验。对比实验结果可以得出:对于3.820μm波长的中红外激光,当其辐照的HgCdTe探测器前功率密度大于10W/cm2量级时,在传输750m距离后,热像仪实现饱和效果并且非饱和区域图像灰度级发生较大变化,达到了掩盖有用信号的目的。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2012年09期）
赵家群[4]（2011）在《基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究》一文中研究指出3-5μm波段中红外相干光源是叁个大气红外窗口(1-3μm、3-5μm和8-12μm)中在大气中衰减最小的,并且该波段涵盖了许多原子和分子的吸收峰,因此该波段在光电对抗、激光光谱学、大气监测、医疗卫生、无线光网络以及空间光通信等领域有着越来越重要的应用价值和前景。中红外光学参量振荡器(OPO)作为一种宽调谐相干光源,具有其它固体激光器不可替代的优点,已成为许多研究领域不可或缺的光源。尤其是连续波中红外光学参量振荡器适合应用于高精度的光谱分析。本论文在理论分析的基础上对基于掺杂氧化镁周期极化铌酸锂晶体(MgO:PPLN)的连续波中红外光学参量振荡器进行了研究。理论方面,根据光学参量振荡器的基本理论,讨论了单谐振光学参量振荡器的阈值以及阈值与转换效率的关系等,分析了影响参量光线宽的各种因素如泵浦光线宽、泵浦光发散角等;分析了基于周期极化晶体的准相位匹配理论,讨论了基于准相位匹配技术的允许参量,理论分析了基于MgO:PPLN晶体的连续波光学参量振荡器输出波长的调谐特性;对实验中用到的Nd:YVO_4晶体的热分布以及由于热梯度引起的热焦距进行了分析;并讨论了OPO谐振腔的稳定性,分析了臂长、腔镜的曲率半径以及非线性晶体的热透镜效应等因素对OPO谐振腔稳定性的影响。实验方面,首先对激光二极管(LD)端面泵浦的连续波单频Nd:YVO_4激光器进行研究。谐振腔采用入射角较小的四镜环形腔结构,通过在腔内插入法拉第旋光器、二分之一波片等保证激光器单向运转从而消除空间烧孔效应,最终实现了最大输出功率达13W的连续波单频1064nm激光输出,满足了连续波单频MgO:PPLN OPO对泵浦源的要求。然后,进行了内腔连续波MgO:PPLN OPO实验研究。泵浦源为Nd:YVO_4激光器,采用的是对称四镜环形腔结构。OPO为对称的四镜直腔结构,非线性晶体为MgO:PPLN晶体,采用信号光单谐振方式,通过晶体的周期调谐和温度调谐,实现了内腔OPO连续波3-4μm中红外激光输出。选用的激光晶体为低掺杂浓度的键合Nd:YVO_4晶体,有效改善了晶体热效应。并且泵浦光为线偏振输出,避免了腔内插入起偏元件和二分之一波片引起的损耗,这大大降低了OPO阈值,提高了参量光的转换效率。该装置最大特点是结构紧凑,易于小型化。接下来,进行了外腔连续波MgO:PPLN OPO实验研究。在理论分析的基础上采用对称的四镜腔结构,对基于MgO:PPLN晶体的OPO进行了实验研究。采用信号光单谐振的方式,泵浦源为波长1064nm的连续波Yb光纤激光器。并考虑泵浦光的最佳聚焦条件以及利用非线性晶体最大的非线性系数,从而提高OPO参量光转换效率。通过非线性晶体的温度调谐(30-160°C)以及周期调谐(28.5-31.5μm,共7个周期),实现了OPO宽调谐连续波中红外激光输出,闲频光波长从2.9μm到4.1μm范围连续可调。当泵浦光功率40W时,波长3.004μm的闲频光输出功率达到了10.2W。并利用信号光输出耦合镜代替一腔镜,实现了信号光和闲频光的同时输出:当泵浦功率为25W时,OPO输出的参量光总功率达到了10.7W,参量光的转换效率达到了42.8%;1.53μm信号光和3.47μm闲频光输出功率分别为7.2W和3.5W。为获得高功率3.8μm附近激光输出,对OPO腔型结构进行优化设计,采用对称的四镜环形腔结构,当Yb光纤激光器注入的泵浦功率为44W时,MgO:PPLN OPO获得了最大输出功率为4.9W的3.87μm闲频光输出。最后,进行了连续波单频中红外光学参量振荡器的实验研究。泵浦源为连续波单频Nd:YVO_4激光器,OPO采用对称的四镜环形腔结构和信号光单谐振的谐振方式。通过腔内插入标准具,对腔内振荡的信号光线宽进行压缩,从而实现了连续波单频中红外激光输出。该连续波单频中红外光学参量振荡器可用于高精度的光谱分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2011-06-01）
刘强[5]（2007）在《Ar～+激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器的研究》一文中研究指出光学参量振荡器(OPO)可以用来拓宽激光的波长范围，有较宽的调谐区域，是一种理想的产生相干辐射的装置。连续波光学参量振荡器(CW-OPO)以其窄线宽和宽调谐的输出特性，已被广泛用于光谱学、相干通讯、量子光学等领域。目前对连续波光学参量振荡器的研究大多是基于周期极化晶体和准相位匹配技术，但是受周期极化晶体的厚度、长度、质量和成本的限制，准相位匹配技术仅应用于低功率和低能量的光学参量振荡器。KTP晶体是一种综合性能非常优异的非线性光学晶体材料，其生长技术成熟，能获得较大的生长尺寸并且有成本优势；同时Ar~+激光器具有很好的方向性和单色性，除此之外，它还是目前在可见光区连续输出功率较高的激光器。所以对Ar~+激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器的研究具有很高的科研和商业价值。本论文在调研连续波光学参量振荡器的发展历史和国内外研究现状的前提下，对Ar~+激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器进行了理论研究，并根据理论研究的结果进行了实验设计，给出了实验方案。本文首先概述了连续波光学参量振荡器的发展历史和研究现状，并对参量振荡器的一些应用进行了介绍。然后，通过与基于周期极化晶体和准相位匹配技术的连续波光学参量振荡器的比较，阐述了本研究工作的意义；接着，以叁波互作用理论为基础，对叁波互作用的稳态耦合波方程进行了求解，分析了连续波OPO的转换效率、抽运阈值，并对OPO中的相位匹配特性和KTP晶体的有效非线性系数进行了理论分析和求解；然后，介绍了KTP晶体的主要材料特性，对其有效非线性系数、走离角和接受角等参数经行了数值计算和分析。对Ar~+激光器泵浦的连续运转KTP-OPO的相位匹配和运转特性进行了详细分析；最后对Ar~+激光器泵浦的连续波KTP-OPO进行了实验设计，给出了实验方案。(本文来源于《郑州大学》期刊2007-05-01）
邓诚先,李正佳,朱长虹[6]（2005）在《内腔连续波光学参量振荡器:高斯光束理论》一文中研究指出建立了描述内腔连续波单共振光学参量振荡器(ICCWSRO)的功率特性的高斯光束理论。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,求解描述激光器功率特性的方程,得到激光器的非线性反射率,进而得到内腔连续波单共振光学参量振荡器的信号波和闲置波的功率特性。分析中考虑了驻波腔结构、四能级激光增益介质的端面抽运特性、二阶非线性作用的平均场近似、相互作用的各光波的衍射效应。若不考虑激光增益介质中光束的衍射效应并同时采用一级近似,可以直接求解超越方程,得到激光器的非线性反射率。以Nd∶YVO4作为激光增益介质,周期极化LiNbO3(PPLN)作为二阶非线性晶体,给出了有关数值计算结果。(本文来源于《中国激光》期刊2005年06期）
连续波光学参量振荡器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
尽管激光已经出现了50多年，但获得从紫外和可见光波段到近红外和中红外波段宽光谱范围的连续波激光输出仍然是一大难题。光学参量振荡器（OPO）作为一种可调谐相干光源，拓宽了激光输出波长范围，已成为非线性光学频率变换与激光调谐技术领域的重要组成部分。将在高分辨率光谱、军事和激光医疗领域有重要的应用价值。论文在理论分析的基础上，研制光束质量好、效率高、结构紧凑的Nd:YVO4激光器作为泵浦源，采用周期极化掺氧化镁铌酸锂（PPMgLN）晶体作为非线性晶体，实现了准相位匹配连续波光学参量振荡器，获得了近红外波段和中红外波段低阈值、宽连续调谐范围、高功率、高效率的稳定输出。理论方面：从非线性光学的基本原理出发，推导了介质中的叁波相互作用的耦合波方程；介绍了基于周期极化晶体的准相位匹配理论和PPMgLN晶体的特性；根据光学参量振荡器的基本原理，分析了单谐振连续波光学参量振荡器的增益，讨论了平面波近似和高斯光束近似下光学参量振荡器的阈值和转换效率；基于PPMgLN晶体，对光学参量振荡器的泵浦波长调谐、周期调谐、温度调谐和角度调谐的调谐特性进行了模拟计算，并结合实验对周期和温度调谐进行了深入分析；对常规Nd:YVO4晶体和键合Nd:YVO4晶体的热透镜效应进行了对比分析；对伴随产生的受激拉曼散射的阈值及耦合波方程进行了推导和分析。实验方面：首先对连续波光学参量振荡器的泵浦源进行研究。实验采用激光二极管阵列（LDA）端面泵浦方式和两镜直线腔结构，通过选择单端键合Nd:YVO4晶体降低由晶体端面形变引起的热透镜效应，实现了转换效率高、光束质量好、最大输出功率达到11.79W的1064nm连续波激光输出，满足了连续波光学参量振荡器对泵浦源的要求。然后，在理论分析的基础上，采用连续波1064nm激光器和两镜线性腔结构，对基于周期间隔为0.5μm的PPMgLN晶体的连续波光学参量振荡器进行了实验研究。通过优化模式匹配，提高了光学参量振荡器的输出功率和转换效率。连续波光学参量振荡器的工作阈值仅为0.3W；通过周期调谐，实现了连续波光学参量振荡器在近红外1.43~1.67μm和中红外2.93~4.12μm宽波段可调谐输出；当泵浦功率为11.79W时，在30.5μm周期处，总输出功率达到4.29W，光-光转换效率为36.4%，信号光1.55μm和闲频光3.40μm输出功率分别为3.14W和1.15W。其次，对高功率连续波光学参量振荡器中伴随输出的受激拉曼散射现象进行了研究和分析。研究发现，受激拉曼散射的产生对闲频光的输出存在重要影响。通过调整光学参量振荡器的输出镜，增加受激拉曼散射的振荡阈值，可有效抑制高阶受激拉曼散射的出现，同时将闲频光3.40μm的输出功率由1.15W提高到1.98W，光-光转换效率达到16.8%；由于受到低光子能量和非谐振等因素的影响，在闲频光波段没有发现受激拉曼散射。最后，对连续光学参量振荡器的连续调谐输出特性进行了实验研究。泵浦源为连续波Nd:YVO4激光器，基于0.2μm间隔的PPMgLN晶体的29.8~31.4μm极化周期，在周期调谐的基础上进行温度调谐，实现了信号光1.49~1.68μm和闲频光2.88~3.68μm连续无分离可调谐输出。采用小周期间隔的非线性晶体，大大降低了组合调谐所需的温度范围，有效提高了组合调谐的调谐速度和效率。该套装置的最大特点是调谐范围宽，速度快，可实现宽波段范围连续无分离的激光输出。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
连续波光学参量振荡器论文参考文献
[1].刘磊.光纤激光泵浦的连续波光参量振荡器研究[D].国防科学技术大学.2013
[2].姚文明.连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）.2013
[3].刘磊,李霄,许晓军,林涛,杨旭.连续波光参量振荡器定向红外干扰[J].强激光与粒子束.2012
[4].赵家群.基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究[D].哈尔滨工业大学.2011
[5].刘强.Ar～+激光器泵浦的KTP连续波光学参量振荡器的研究[D].郑州大学.2007
[6].邓诚先,李正佳,朱长虹.内腔连续波光学参量振荡器:高斯光束理论[J].中国激光.2005