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AgGaS_2光学参量振荡器的设计

作　者: 孙寒
导　师: 高锦岳
学　校: 吉林大学
专　业: 光学
关键词: 光参量振荡器 AgGaS2 相位匹配 角度调谐 阈值能量密度
分类号: O437.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 159次
引　用: 2次
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内容摘要


光学参量振荡器( OPO )可以产生宽范围可调谐激光输出,它的出现不仅拓宽了激光输出波长,而且能实现宽范围的快速变频输出。随着非线性材料技术和激光技术的发展,人们对OPO的研究也不断深入。尤其是工作在3～5μm大气透明窗口的中红外光学参量振荡器更是研究的热点。为了使OPO实用化,降低阈值、提高OPO的转换效率和输出功率一直是大家所追求的目标。本论文主要对3～5μm泵浦的AgGaS2OPO进行了理论研究。本文主要内容包括:1、介绍了OPO在科研、军事、民用方面的应用前景及OPO的发展现状,并重点介绍了中红外OPO的发展现状。2、在OPO理论方面,从光学参量放大( OPA )过程出发,分析了OPO产生的原理,介绍了OPO的几种不同振荡方式、OPO晶体的相位匹配和波长调谐技术。以稳态耦合波方程为基础,理论分析了OPO的增益、阈值及转换效率,比较了不同振荡方式下OPO的阈值和效率,并得出了相位匹配为OPO最佳工作状态的结论。3、在对非线性变频晶体的研究中,首先介绍了非线性光学晶体的光学特性,详细讲解了单轴晶体中三波互作用的相位匹配计算以及单轴晶体的走离角、允许角的理论推导,给出了非临界相位匹配的允许角和允许温度的表达式。接着从非线性光学极化率理论出发分析了各类晶体的二阶有效非线性系数,分析了非线性极化理论和二阶有效非线性系数。

全文目录


第一章 绪论  9-22
  1.1 课题研究背景和意义  9-15
    1.1.1 激光红外定向干扰  10-13
    1.1.2 激光环境检测  13
    1.1.3 激光医疗  13-15
  1.2 光学参量振荡器(OPO)的发展状况  15-21
    1.2.1 OPO 的总体发展状况  15
    1.2.2 OPO 的国内研究状况  15-16
    1.2.3 中红外OPO 的发展现状及趋势  16-21
  1.3 本文主要研究内容  21-22
第二章 OPO 的理论基础  22-39
  2.1 光学差频的耦合波方程  22-24
  2.2 光学差频与OPA  24-25
  2.3 OPO 的产生原理  25-27
  2.4 OPO 的分类  27-29
  2.5 单谐振OPO 的阈值分析  29-34
  2.6 参量振荡器的转换效率  34-35
  2.7 OPO的波长调谐和相位匹配  35-38
  2.8 本章小结  38-39
第三章 非线性光学晶体的研究  39-69
  3.1 非线性光学晶体的光学特性  39-42
    3.1.1 非线性光学晶体的光学分类  39-40
    3.1.2 单色平面波在非线性晶体中的传播  40
    3.1.3 单色平面波在单轴晶体中的传播  40-42
  3.2 单轴晶体中三波互作用的相位匹配计算  42-46
    3.2.1 相位匹配条件及角度相位匹配  42-44
    3.2.2 负单轴晶体中I 类相位匹配  44-45
    3.2.3 负单轴晶体中II 类相位匹配  45
    3.2.4 正单轴晶体中I 类相位匹配  45-46
    3.2.5 正单轴晶体中II 类相位匹配  46
  3.3 单轴晶体中光波的走离角  46-47
  3.4 单轴晶体中三波互作用角度相位匹配的允许角  47-50
    3.4.1 相位匹配的允许角△θ  48
    3.4.2 负单轴晶体中的I 类相位匹配  48-49
    3.4.3 负单轴晶体中的II类相位匹配  49
    3.4.4 正单轴晶体中的I 类相位匹配  49-50
    3.4.5 正单轴晶体中的II 类相位匹配  50
  3.5 单轴晶体中的非临界相位匹配  50-54
    3.5.1 非临界相位匹配允许表达式  51-52
    3.5.2 非临界相位匹配时的允许温度  52-54
  3.6 单轴晶体中三波互作用的有效非线性系数  54-62
    3.6.1 非线性光学极化率理论  54-58
    3.6.2 二阶有效非线性系数d_(eff)  58-62
  3.7 非线性光学晶体  62-68
  3.8 本章小结  68-69
第四章AgGaS_2 光参量振荡器调谐及阈值分析  69-89
  4.1 引言  69-70
  4.2 AgGaS_2 晶体物理化学及光学特性  70-72
  4.3 AGS OPO 泵浦源 Nd:YAG 激光器  72
  4.4 AGS OPO角度相位匹配  72-75
  4.5 AGS OPO有效非线性系数  75-76
  4.6 AGS OPO走离角  76-77
  4.7 AGS OPO允许角和转换效率  77-81
  4.8 AGS OPO 实验装置  81-82
  4.9 AGS OPO阈值  82-87
  4.10 本章小结  87-89
论文总结  89-91
参考文献  91-102
发表论文情况  102-104
中文摘要  104-114
英文摘要  114-126
致谢  126

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 光学 > 非线性光学（强光与物质的作用） > 光参量器件
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