納秒KTP光學(xué)參量振蕩器的研究.pdf

1、光學(xué)參量振蕩器（OPO）可以產(chǎn)生寬范圍可調(diào)諧激光輸出，它的出現(xiàn)拓寬了激光波長(zhǎng)，使之可以滿足各種應(yīng)用需要。近年來(lái)，隨著高質(zhì)量非線性頻率變換晶體和固體激光器抽運(yùn)源的快速發(fā)展，這一領(lǐng)域的研究異?；钴S。為了使OPO實(shí)用化，提高OPO轉(zhuǎn)換效率、擴(kuò)展波長(zhǎng)調(diào)諧范圍、使之小型緊湊一直是研究的熱點(diǎn)。 本文首先概述了國(guó)內(nèi)外對(duì)OPO的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及OPO的一些應(yīng)用。 在晶體的光學(xué)性能方面，根據(jù)KTP的物理和化學(xué)性能，對(duì)它的有效非線性系

2、數(shù)、走離角和接受角等參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算、分析和討論。對(duì)II類相位匹配的KTP晶體在參量振蕩過(guò)程中的相位匹配進(jìn)行了詳細(xì)的分析和計(jì)算。 在OPO理論方面，分析了OPO的工作原理。以耦合波方程為基礎(chǔ)，分析和計(jì)算了光學(xué)參量振蕩器的轉(zhuǎn)換效率、抽運(yùn)閾值、譜線寬度等特性，并在此基礎(chǔ)上討論了如何選擇OPO的各項(xiàng)參數(shù)。 在OPO實(shí)驗(yàn)方面，分別對(duì)外腔式和內(nèi)腔式非臨界相位匹配KTP-OPO進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在外腔式KTP-OPO研究中，利用1.064

3、μm激光脈沖抽運(yùn)非臨界相位匹配（NCPM）KTP晶體，獲得中心波長(zhǎng)1570nm、最大轉(zhuǎn)換效率為31.9％的信號(hào)光輸出。信號(hào)光脈沖寬度（10ns）比抽運(yùn)光脈沖寬度（30ns）小得多，當(dāng)相位匹配角（內(nèi)角）從90o到80o變化時(shí)，信號(hào)光調(diào)諧范圍為1570nm-1600nm。 在脈沖氙燈抽運(yùn)的被動(dòng)調(diào)Q Nd:YAG激光腔內(nèi)，插入非臨界相位匹配的KTP晶體,構(gòu)成內(nèi)腔式KTP-OPO。在較佳工作條件下，獲得脈寬3ns，單脈沖能量10mJ，中