通过准相位匹配控制三倍频过程中的光子轨道角动量

发布时间：2021-02-08 04:42

　　激光的非线性频率转换是非线性光学的重要研究内容。准相位匹配技术通过对非线性晶体的二阶非线性系数进行周期调制,来满足相位匹配条件,从而实现多种高效率的非线性光学过程,大大拓宽了现有激光器的工作波段范围。具有特殊光场分布的结构光束近些年来是国际上一大研究热点。其中,Laguerre-Gaussian（LG）光束具有螺旋结构的波前,中空的强度分布,且是一组完备正交基。由于LG光束的上述性质,其可以用于粒子囚禁、超分辨成像、大容量光通讯、量子信息等领域。本文结合激光的非线性频率转换和携带轨道角动量光束两个研究热点,在三倍频过程中,利用光子的偏振和轨道角动量两个自由度,通过超晶格微结构的设计,实现入射光的三倍频过程,并对三倍频光的轨道角动量进行了调控。本文的主要内容包括以下几个方面:1.绪论部分,介绍双折射相位匹配和准相位匹配两类匹配方式,以及基于准相位匹配技术的光学超晶格的基本概念。此外,还介绍了光子轨道角动量的起源和携带轨道角动量光束非线性频率转换方面的研究背景。2.第二章主要介绍光子轨道角动量的基本理论,包括携带轨道角动量光束（也称为涡旋光束）的强度与相位分布等基本特性,并推导了轨道角动量... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２不同相位匹配下，谐波随传播距离的变化关系图??１相位失配，２准相位匹配，３相位匹配??

量的大小与光轴选取、光场空间分布等相关，因此光子的ＯＡＭ是外禀角动??］。??本章主要分为五部分，第一部分从Ｍａｘｗｅｌｌ方程组推导出轨道携带角动量光??空间模式，第二部分推导软道角动量的大小，第三、四部分介绍产生和检测??光束常用的方法，第五部分介绍携带轨道角动量光束的应用。??１携带轨道角动量光束简介??光束的涡旋主要分为两类：一类是螺旋型相位分布，导致光束中心形成相位??：另一类是随方位角变换的偏振，导致光束中心形成偏振奇点，称为矢量光??相位滿旋光束在传播过程中，Ｐｏｙｎｔｉｎｇ失量会围绕光轴螺旋前进。通过求解??波的Ｍａｘｗｅｌｌ方程组，可以得到多种模式解，例如拉盖尔高斯模??ｇｕｅｒｒｅ－Ｇａｕｓｓｉａｎ），贝塞尔高斯模（Ｂｅｓｓｅｌ－Ｇａｕｓｓｉａｎ）等。??⑷?（ｂ）?（ｃ）??

LG光使半径定义

【参考文献】：
博士论文
[1]基于光学超晶格的中红外光学参量振荡器研究[D]. 李世凤.南京大学 2015

硕士论文
[1]二阶非线性光学材料中光的非线性产生和调控[D]. 倪睿.南京大学 2017



本文编号：3023382