周期極化KTP晶體的研制及其倍頻特性研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項目。論文對準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的基本原理進行了理論分析，并對KTP晶體電致極化反轉(zhuǎn)的原理和工藝進行深入的研究。本文對周期極化KTP(PPKTP)晶體的研制過程進行了詳細(xì)的分析，自行研制了新型極化電源，確定并優(yōu)化了影響KTP極化反轉(zhuǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，力圖提高PPKTP晶體極化反轉(zhuǎn)的質(zhì)量。分別在理論和實驗兩方面對PPKTP倍頻特性進行了詳細(xì)的描述和分析。本文的主要工作如下： 1.對準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的基本原理及

2、準(zhǔn)相位匹配的倍頻特性進行了理論分析，研究了KTP晶體的介電特性、光學(xué)特性和光損傷特性等主要性質(zhì)。 2.設(shè)計并研制出可產(chǎn)生所設(shè)計波形、序列脈沖方波和波形脈寬可設(shè)的任意波形高壓脈沖電源。 3.分析了KTP晶體極化過程中疇壁運動的機理，通過對疇壁運動速率和周期電極結(jié)構(gòu)的靜電場計算，進行了極化參數(shù)的選擇與優(yōu)化，在實驗中采用了高電壓場與低電壓場相結(jié)合的極化反轉(zhuǎn)方案。 4.利用電光效應(yīng)實時監(jiān)控、倍頻通光二維監(jiān)控相結(jié)合的監(jiān)控方

3、法，優(yōu)化了光柵電極面的選擇，用液體電極方案的外加電場極化法制備出均勻和扇形周期結(jié)構(gòu)的PPKTP倍頻器件。 5.研究了周期極化KTP調(diào)諧與容差特性及倍頻轉(zhuǎn)換的調(diào)諧方案。在光學(xué)單通倍頻實驗中，利用1.064μm的激光作為基頻光，泵浦自行制備的PPKTP倍頻器件，在室溫下獲得了13mw以上的連續(xù)0.532μm綠光輸出，單通歸一化倍頻轉(zhuǎn)換效率為1.69％/W·cm，接近理論的最大值；分析并優(yōu)化了用于PPKTP晶體倍頻的對稱共焦腔的參數(shù)，