利用单共振光学振荡器产生1.5μm激光的研究
发布时间：2020-12-24 16:47
近红外1.5μm激光具有人眼安全、穿透烟雾能力强和在光纤中传输损耗低等特点,被广泛应用于激光测距、激光雷达与遥感、大气探测、光通信以及量子光学和量子信息研究等领域。尤其是基于1.5μm连续变量量子纠缠源的量子密钥分发,可以实现最长距离的量子保密通信。为了制备该波段的连续变量量子纠缠源,需要研制高功率、低噪声连续单频1.5μm激光光源。近年来,随着准相位匹配晶体制造技术的日益成熟和连续单频激光器输出功率的不断提高,单共振光学参量振荡器（singly resonant optical parametric oscillator, SRO）逐渐成为获得高功率连续单频1.5μm激光的重要器件。本文中我们详细阐述了利用SRO获得稳定、高功率、窄线宽、低噪声连续单频1.5μm激光的研究工作。主要研究内容如下：1、通过优化SRO的输出耦合,获得了6.2 W的窄线宽连续单频1.56μm激光。首先,考虑泵浦光单次穿过（SPP）和双次穿过非线性晶体（DPP）两种泵浦结构,在准直高斯光束近似下,理论研究了不同泵浦和共振信号光斑的重叠下两种泵浦结构的SRO运转特性,理论结果表明在相同条件下DPP-SRO比SP...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 1.5μm激光的应用及产生方法
1.1.1 1.5μm激光的应用
1.1.2 1.5μm激光的产生方法
1.1.3 连续波1.5μm SRO的产生方案
1.2 连续波SRO的设计
1.2.1 激光泵浦源
1.2.2 非线性晶体
1.2.3 SRO谐振腔
1.3 连续波外腔SRO的国内外研究动态
1.4 连续波SRO的发展趋势
1.5 论文的主要工作
第二章 优化SRO输出的理论和实验研究
2.1 引言
2.2 非线性的来源及二阶非线性过程
2.2.1 非线性过程
2.2.2 二阶非线性过程的耦合波方程
2.3 准直高斯光束近似下SRO经典特性理论分析
2.3.1 SPP-SRO输出特性
2.3.2 DPP-SRO输出特性
2.3.3 理论计算结果分析与讨论
2.4 实验装置
2.5 实验结果及分析
2.5.1 输出特性
2.5.2 线宽
2.5.3 功率和频率稳定性
2.5.4 调谐特性
2.6 本章小结
第三章 SRO输出1.5μm激光稳定性的研究
3.1 引言
3.2 SRO不稳定因素与避免方法
3.2.1 跳模
3.2.2 频率漂移
3.2.3 多模振荡
3.3 各实验因素的稳定性对SRO稳定性的影响
3.3.1 泵浦光频率稳定性的影响
3.3.2 非线性晶体温度稳定性的影响
3.4 实验装置
3.5 实验结果及分析
3.5.1 光谱特性
3.5.2 输出特性
3.5.3 PPLN-SRO中的热效应
3.5.4 光束质量
3.5.5 功率稳定性
3.5.6 频率漂移
3.6 本章小结
第四章 SRO输出1.5μm激光噪声特性的研究
4.1 引言
4.2 理论分析
4.2.1 DPP-SRO输出共振信号光的噪声特性
4.2.2 考虑GAWBS时SRO输出共振信号光的位相噪声特性
4.2.3 GAWBS理论
4.3 实验装置
4.4 实验结果与分析
4.4.1 噪声特性
4.4.2 额外位相噪声特性
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
成果目录
致谢
个人简况
承诺书
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用单共振光学参量振荡器产生1.5μm连续单频激光[J]. 李鹏,马亚云,聂丹丹,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2014(08)
[2]宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器[J]. 姚文明,檀慧明,田玉冰,崔锦江,王帆,董宁宁. 强激光与粒子束. 2013(08)
[3]高功率宽带可调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器[J]. 姚文明,檀慧明,田玉冰,崔锦江,王帆,董宁宁. 光电子.激光. 2013(03)
[4]外腔全固态连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激拉曼散射[J]. 姚文明,檀慧明,王帆,田玉冰,崔锦江,董宁宁. 中国激光. 2012(12)
[5]连续波单共振光学参量振荡器的研究及进展[J]. 张宽收,李鹏,刘建丽. 山西大学学报(自然科学版). 2012(02)
[6]Low noise,continuous-wave single-frequency 1.5-μm laser generated by a singly resonant optical parametric oscillator[J]. 刘建丽,刘勤,李宏,李鹏,张宽收. Chinese Physics B. 2011(11)
[7]量子光学实验中宽带低噪声光电探测器的研制[J]. 周倩倩,刘建丽,张宽收. 量子光学学报. 2010(02)
[8]全固态高功率连续单频稳频1053-nmNd:YLF激光器[J]. 刘国宏,李永民,王垚廷,李渊骥,张宽收. 中国激光. 2009(07)
[9]Continuous-wave,single-frequency intracavity singly resonant optical parametric oscillator at 1.5-μm wavelength[J]. 刘建丽,李永民,刘勤,王垚廷,张宽收. Chinese Optics Letters. 2009(03)
[10]开发炮兵1.5xμm安全型激光测距机浅析[J]. 罗举平,贺有. 红外与激光工程. 2008(S3)
博士论文
[1]连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D]. 姚文明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究[D]. 赵家群.哈尔滨工业大学 2011
[3]利用全固态激光技术及光学参量过程产生高功率连续单频激光的理论和实验研究[D]. 刘建丽.山西大学 2011
[4]高品质铌酸锂、钽酸锂晶体的生长、结构与性质研究[D]. 颜涛.山东大学 2011
[5]准相位匹配PPMgLN光学参量振荡器的研究[D]. 林洪沂.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[6]准相位匹配技术及其应用研究[D]. 刘涛.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]1.57μm人眼安全激光测距仪光学设计[D]. 柳丽群.苏州大学 2013
[2]全固态1.57μm光学参量振荡器的研究[D]. 黄晶.长春理工大学 2012
[3]高重复频率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艳林.湖北工业大学 2011
[4]1.5-2.0μm波段全固态光学参量振荡特性研究[D]. 杨见飞.山东大学 2011
[5]基于周期极化铌酸锂和钽酸锂的准相位匹配技术研究[D]. 路洋.天津大学 2004
本文编号：2935986
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 1.5μm激光的应用及产生方法
1.1.1 1.5μm激光的应用
1.1.2 1.5μm激光的产生方法
1.1.3 连续波1.5μm SRO的产生方案
1.2 连续波SRO的设计
1.2.1 激光泵浦源
1.2.2 非线性晶体
1.2.3 SRO谐振腔
1.3 连续波外腔SRO的国内外研究动态
1.4 连续波SRO的发展趋势
1.5 论文的主要工作
第二章 优化SRO输出的理论和实验研究
2.1 引言
2.2 非线性的来源及二阶非线性过程
2.2.1 非线性过程
2.2.2 二阶非线性过程的耦合波方程
2.3 准直高斯光束近似下SRO经典特性理论分析
2.3.1 SPP-SRO输出特性
2.3.2 DPP-SRO输出特性
2.3.3 理论计算结果分析与讨论
2.4 实验装置
2.5 实验结果及分析
2.5.1 输出特性
2.5.2 线宽
2.5.3 功率和频率稳定性
2.5.4 调谐特性
2.6 本章小结
第三章 SRO输出1.5μm激光稳定性的研究
3.1 引言
3.2 SRO不稳定因素与避免方法
3.2.1 跳模
3.2.2 频率漂移
3.2.3 多模振荡
3.3 各实验因素的稳定性对SRO稳定性的影响
3.3.1 泵浦光频率稳定性的影响
3.3.2 非线性晶体温度稳定性的影响
3.4 实验装置
3.5 实验结果及分析
3.5.1 光谱特性
3.5.2 输出特性
3.5.3 PPLN-SRO中的热效应
3.5.4 光束质量
3.5.5 功率稳定性
3.5.6 频率漂移
3.6 本章小结
第四章 SRO输出1.5μm激光噪声特性的研究
4.1 引言
4.2 理论分析
4.2.1 DPP-SRO输出共振信号光的噪声特性
4.2.2 考虑GAWBS时SRO输出共振信号光的位相噪声特性
4.2.3 GAWBS理论
4.3 实验装置
4.4 实验结果与分析
4.4.1 噪声特性
4.4.2 额外位相噪声特性
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
成果目录
致谢
个人简况
承诺书
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用单共振光学参量振荡器产生1.5μm连续单频激光[J]. 李鹏,马亚云,聂丹丹,冯晋霞,张宽收. 中国激光. 2014(08)
[2]宽波段连续调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器[J]. 姚文明,檀慧明,田玉冰,崔锦江,王帆,董宁宁. 强激光与粒子束. 2013(08)
[3]高功率宽带可调谐全固态CW PPMgLN光学参量振荡器[J]. 姚文明,檀慧明,田玉冰,崔锦江,王帆,董宁宁. 光电子.激光. 2013(03)
[4]外腔全固态连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激拉曼散射[J]. 姚文明,檀慧明,王帆,田玉冰,崔锦江,董宁宁. 中国激光. 2012(12)
[5]连续波单共振光学参量振荡器的研究及进展[J]. 张宽收,李鹏,刘建丽. 山西大学学报(自然科学版). 2012(02)
[6]Low noise,continuous-wave single-frequency 1.5-μm laser generated by a singly resonant optical parametric oscillator[J]. 刘建丽,刘勤,李宏,李鹏,张宽收. Chinese Physics B. 2011(11)
[7]量子光学实验中宽带低噪声光电探测器的研制[J]. 周倩倩,刘建丽,张宽收. 量子光学学报. 2010(02)
[8]全固态高功率连续单频稳频1053-nmNd:YLF激光器[J]. 刘国宏,李永民,王垚廷,李渊骥,张宽收. 中国激光. 2009(07)
[9]Continuous-wave,single-frequency intracavity singly resonant optical parametric oscillator at 1.5-μm wavelength[J]. 刘建丽,李永民,刘勤,王垚廷,张宽收. Chinese Optics Letters. 2009(03)
[10]开发炮兵1.5xμm安全型激光测距机浅析[J]. 罗举平,贺有. 红外与激光工程. 2008(S3)
博士论文
[1]连续波光学参量振荡器及受激拉曼散射现象的研究[D]. 姚文明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]基于MgO：PPLN的中红外连续波光学参量振荡器技术的研究[D]. 赵家群.哈尔滨工业大学 2011
[3]利用全固态激光技术及光学参量过程产生高功率连续单频激光的理论和实验研究[D]. 刘建丽.山西大学 2011
[4]高品质铌酸锂、钽酸锂晶体的生长、结构与性质研究[D]. 颜涛.山东大学 2011
[5]准相位匹配PPMgLN光学参量振荡器的研究[D]. 林洪沂.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[6]准相位匹配技术及其应用研究[D]. 刘涛.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]1.57μm人眼安全激光测距仪光学设计[D]. 柳丽群.苏州大学 2013
[2]全固态1.57μm光学参量振荡器的研究[D]. 黄晶.长春理工大学 2012
[3]高重复频率、高峰值功率人眼安全激光器研究[D]. 王艳林.湖北工业大学 2011
[4]1.5-2.0μm波段全固态光学参量振荡特性研究[D]. 杨见飞.山东大学 2011
[5]基于周期极化铌酸锂和钽酸锂的准相位匹配技术研究[D]. 路洋.天津大学 2004
本文编号：2935986
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