基于PPLN-OPO高效腔型设计的中红外激光研究
发布时间：2021-07-04 03:20
光参量振荡（OPO）是实现中红外激光的重要技术手段,具有灵活的波长调谐、紧凑的系统结构和高的转换效率等优点。其中,基于周期性极化晶体的准相位匹配OPO是实现中红外可调谐输出的重要手段。由于周期性极化铌酸锂晶体（PPLN）具有宽的透射范围和高的有效非线性系数等优点,被广泛应用于准相位匹配OPO。本文主要讨论基于准相位匹配MgO:PPLN-OPO的连续激光性能,研究了MgO:PPLN晶体在不同极化周期和温度条件下的调谐特性。此外通过模拟计算腔内的模式匹配情况,设计了直线腔和V-型腔两种腔型,分别对两种腔型优化,获得了高输出效率、宽波段连续可调谐的中红外激光输出。具体研究内容如下:1.通过三镜直线腔结构设计降低腔内损耗,提高MgO:PPLN-OPO的转换效率。在12.4 W的入射泵浦功率下,获得了3.27 W的总输出功率,对应光光转换效率为26.4%。为了进一步提高直线腔型的输出功率和效率,对腔内模式进行了模拟计算。发现当各个腔镜均采用平凹镜时,既可以有效地压缩基频光腔的模式,又有利于基频光腔和OPO腔的基模光斑在MgO:PPLN晶体上更好地匹配,从而提高转换效率。实验中,通过改变MgO:P...
【文章来源】：温州大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
周期极化晶体结构示意图
第二章 准相位匹配和 MgO:PPLN-OPO 特性 (1))2()2(dnzndnzneffeff化周期。将其展开为傅里叶级数的复数形式： mikzeffmdge同非线性过程中每个畴的有效非线性系数， k2级数的系数：2sin m
gle resonance, (b) Idler-resonant singleresonance, (c) Double resonance根据腔内振荡的光波数目可以将 OPO 分为单谐振 OPO（如图 2-3(a)和图2-3(b)）和双谐振 OPO（如图 2-3(c)）。单谐振 OPO 中，OPO 腔内只存在一种光波振荡，图 2-3(a)和图 2-3(b)分别是信号光和闲频光单谐振的示意图。以信号光单谐振为例，对 OPO 腔镜的镀膜设计进行说明。输入镜片镀有对基频光增透、对信号光和闲频光高反的膜系，耦合输出镜对闲频光高透、对信号光部分透过，通过控制耦合输出镜对信号光的透过率改变腔内损耗。当信号光的放大增益等于其在腔内的损耗时，OPO 腔内能够建立起信号光的稳定振荡。双谐振要求 OPO腔同时满足信号光和闲频光的谐振条件，耦合输出镜需要对信号光和闲频光均为部分透过。与双谐振 OPO 相比，单谐振 OPO 虽然具有较高的起振阈值[56]，但是其输出稳定性和调谐性能优于前者[87-88]。为了提高非线性光学晶体上的基频光功率密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]紧凑型MgO:PPLN宽波段可调谐连续光参量振荡器[J]. 张永昶,朱海永,张静,郭俊宏,张栋,段延敏. 红外与激光工程. 2018(11)
[2]180 W单频全光纤激光器[J]. 张利明,鄢楚平,冯进军,张昆,张浩彬,朱辰,张大勇,赵鸿,陈念江,李尧,郝金坪,王雄飞,何晓彤,周寿桓. 红外与激光工程. 2018(11)
[3]2μm掺钬固体激光器研究进展[J]. 吴春婷,姜妍,戴通宇,张晚秋. 发光学报. 2018(11)
[4]高功率窄谱宽1915 nm掺铥光纤激光器研究[J]. 张伟,吴闻迪,余婷,孟佳,杨中国,陈晓龙,刘超铭,叶锡生. 红外与激光工程. 2018(05)
[5]65mJ室温Fe2+:ZnSe中红外激光器[J]. 孔心怡,柯常军,胡呈峰,朱江峰,吴天昊,杭寅. 中国激光. 2018(01)
[6]量子级联激光器:从中红外到太赫兹[J]. 刘峰奇. 光学与光电技术. 2017(05)
[7]单块KTA晶体级联光参量振荡2.6μm激光器[J]. 段延敏,朱海永,阮秀凯,黄晓虹,崔桂华,张耀举,王鸿雁. 强激光与粒子束. 2016(10)
[8]基于角度切割MgO:PPLN晶体的高平均功率、稳定的连续波单振荡光学参量振荡器（英文）[J]. 郑雄桦,何广源,焦中兴,王彪. 红外与毫米波学报. 2015(06)
[9]2.5THz量子级联激光器的研制[J]. 王雪敏,沈昌乐,蒋涛,湛治强,黎维华,彭丽萍,邓青华,樊龙,王新明,阎大伟,赵妍,吴卫东,唐永建. 强激光与粒子束. 2015(12)
[10]中红外固体激光器研究进展[J]. 潘其坤. 中国光学. 2015(04)
硕士论文
[1]基于周期极化铌酸锂晶体的角度调谐光学参量振荡器[D]. 张浩.天津大学 2004
本文编号：3263925
【文章来源】：温州大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
周期极化晶体结构示意图
第二章 准相位匹配和 MgO:PPLN-OPO 特性 (1))2()2(dnzndnzneffeff化周期。将其展开为傅里叶级数的复数形式： mikzeffmdge同非线性过程中每个畴的有效非线性系数， k2级数的系数：2sin m
gle resonance, (b) Idler-resonant singleresonance, (c) Double resonance根据腔内振荡的光波数目可以将 OPO 分为单谐振 OPO（如图 2-3(a)和图2-3(b)）和双谐振 OPO（如图 2-3(c)）。单谐振 OPO 中，OPO 腔内只存在一种光波振荡，图 2-3(a)和图 2-3(b)分别是信号光和闲频光单谐振的示意图。以信号光单谐振为例，对 OPO 腔镜的镀膜设计进行说明。输入镜片镀有对基频光增透、对信号光和闲频光高反的膜系，耦合输出镜对闲频光高透、对信号光部分透过，通过控制耦合输出镜对信号光的透过率改变腔内损耗。当信号光的放大增益等于其在腔内的损耗时，OPO 腔内能够建立起信号光的稳定振荡。双谐振要求 OPO腔同时满足信号光和闲频光的谐振条件，耦合输出镜需要对信号光和闲频光均为部分透过。与双谐振 OPO 相比，单谐振 OPO 虽然具有较高的起振阈值[56]，但是其输出稳定性和调谐性能优于前者[87-88]。为了提高非线性光学晶体上的基频光功率密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]紧凑型MgO:PPLN宽波段可调谐连续光参量振荡器[J]. 张永昶,朱海永,张静,郭俊宏,张栋,段延敏. 红外与激光工程. 2018(11)
[2]180 W单频全光纤激光器[J]. 张利明,鄢楚平,冯进军,张昆,张浩彬,朱辰,张大勇,赵鸿,陈念江,李尧,郝金坪,王雄飞,何晓彤,周寿桓. 红外与激光工程. 2018(11)
[3]2μm掺钬固体激光器研究进展[J]. 吴春婷,姜妍,戴通宇,张晚秋. 发光学报. 2018(11)
[4]高功率窄谱宽1915 nm掺铥光纤激光器研究[J]. 张伟,吴闻迪,余婷,孟佳,杨中国,陈晓龙,刘超铭,叶锡生. 红外与激光工程. 2018(05)
[5]65mJ室温Fe2+:ZnSe中红外激光器[J]. 孔心怡,柯常军,胡呈峰,朱江峰,吴天昊,杭寅. 中国激光. 2018(01)
[6]量子级联激光器:从中红外到太赫兹[J]. 刘峰奇. 光学与光电技术. 2017(05)
[7]单块KTA晶体级联光参量振荡2.6μm激光器[J]. 段延敏,朱海永,阮秀凯,黄晓虹,崔桂华,张耀举,王鸿雁. 强激光与粒子束. 2016(10)
[8]基于角度切割MgO:PPLN晶体的高平均功率、稳定的连续波单振荡光学参量振荡器（英文）[J]. 郑雄桦,何广源,焦中兴,王彪. 红外与毫米波学报. 2015(06)
[9]2.5THz量子级联激光器的研制[J]. 王雪敏,沈昌乐,蒋涛,湛治强,黎维华,彭丽萍,邓青华,樊龙,王新明,阎大伟,赵妍,吴卫东,唐永建. 强激光与粒子束. 2015(12)
[10]中红外固体激光器研究进展[J]. 潘其坤. 中国光学. 2015(04)
硕士论文
[1]基于周期极化铌酸锂晶体的角度调谐光学参量振荡器[D]. 张浩.天津大学 2004
本文编号：3263925
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3263925.html
