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准相位匹配(QPM)技术是一种获得高的非线性频率变换效率的相位匹配技术。它可以利用非线性光学晶体中最大的二阶电极化张量X<(2)>,具有灵活设计、选择无走离效应、使用长尺寸介质和在小功率下进行频率变换等独特的优势。近年来全固态激光器的发展,为它提供了理想的泵浦源,因此全固态激光器泵浦的准相位匹配频率变换成为目前的研究热点。本文主要是基于高效率的准相位匹配光学频率变换技术,实现了掺氧化镁周期性极化铌酸锂晶体(PPMgLN)温度调谐光学参量振荡器的高性能运转。
本文的主要内容如下:
一、介绍了基于准相位匹配的非线性变换技术的发展历史及研究意义。对周期极化晶体的制作、分类与发展趋势进行了详细说明,新型晶体对非线性频率变换技术的影响进行了预测。阐明了光学参量振荡器及周期极化晶体光学参量振荡器的研究意义。
二、对准相位匹配技术的原理、优缺点、研究热点及未来发展前景进行了综述,重点指出准相位匹配技术在THz波产生过程中的作用。
三、对单周期与扇形结构的周期极化晶体中准相位倍频过程中的允许参量进行了分析讨论,推导出了允许角度、允许极化周期和允许温度与基频光波波长之间的计算公式,并给出了允许参量与基频光波波长之间的关系曲线。
四、从实验上对温度调谐的掺氧化镁周期极化铌酸锂光学参量振荡器(PPMgLN-OPO)展开了研究,利用声光调Q Nd:YAG激光器泵浦PPMgLN,通过调谐晶体温度,产生了1.561~1.672μm范围内可调的参量光,调谐范围达111nm。并对参量光的输出特性进行了深入的分析。