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浅析参量连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的论文的基本格式

摘要:尽管激光已经出现了50多年,但获得以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运用价值。论文在论述分析的基础上,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,采取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。论述方面:以非线性光学的基本原理出发,推导了介质中的三波相互意义的耦合波方程;简介了基于周期极化晶体的准相位匹配论述和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比较分析;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探讨。实验采取激光二极管阵列(LDA)端面泵浦模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,在论述分析的基础上,采取连续波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探讨。通过优化方式匹配,提升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1.1

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