基于受激拉曼散射的新型双波长激光研究

发布时间：2024-02-25 05:37

　　受激拉曼散射属于三阶非线性光学效应,是强激光与拉曼介质中的原子、分子或晶格相互作用的过程。受激拉曼散射光具有激光的基本特性,包括高强度、相干性和方向性。因此,受激拉曼散射效应被用作一种重要的光学频率变换技术,在紫外-可见-近红外-中红外波段有效地拓展了激光的波长,可产生有重大应用需求的黄橙光激光、人眼安全激光以及双波长激光。受激拉曼散射也是一种分析物质结构和形貌的重要方法,主要的技术包括时域受激拉曼散射,飞秒冲击受激拉曼散射,受激拉曼散射成像以及表面增强受激拉曼散射等。尤其在液体中,受激拉曼散射可探测高能量激光形成的等离子体,激光诱导细丝和冲击波等现象。双波长激光广泛应用于环境监测、医学诊断和治疗、精细光谱分析,以及差频产生太赫兹波等领域。目前,利用激光介质的双谱线同时发射或者非线性介质的光学频率变换,可以获得覆盖紫外到近红外波段的多种双波长激光。但现有技术仍有不足之处,例如双波长输出能量不稳定,输出比例不可调,以及频率间隔固定等。为了弥补现有技术的不足,我们开展了基于受激拉曼散射的新型双波长激光研究,包括基于两种受激拉曼散射晶体的双波长激光,两种受激拉曼散射液体的双波长激光,以及受激...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１拉曼散射原理图??

台红宝石激光器问世，两年后Ｗ．?Ｋ．?Ｎｇ和Ｅ．?Ｊ．?Ｗ基苯液体时，发现了受激拉曼散射（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ?Ｒａ现象［２］。此后，受激拉曼散射发展成为研宄物质结换的重要手段。??光学变频方法，科研人员开展了拉曼介质及其受激在气体、液体和固体拉曼介质中实现了紫外－可见－。结合激....

图１．３受激拉曼散射示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ?Ｒａｍａｎ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ??

当以高强度的相干激光入射时，相干光被散射的同时产生受激声子，受激声??子继续参与相干散射过程并增加，形成一种产生受激声子的雪崩过程。相干的入??射激光与受激声子相互作用产生相干的拉曼光，即受激拉曼散射过程，如图１．３??所示。受激拉曼散射是一个级联的频率变换过程，当一阶Ｓｔｏｋｅ....

图１．４?（ａ）级联受激拉曼转化过程图；（ｂ）级联受激拉曼光频率分布图??Ｆｉｇ．?１．４?（ａ）?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｃａｓｃａｄｅｄ?ＳＲＳ；?（ｂ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｃａｓｃａｄｅｄ?ＳＲＳ??与自发拉曼光相比，受激拉曼产生的拉曼光有以下特点［３，５］：??

ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ??Ｓｔｏｋｅｓ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?（ｒｅｄ－ｓｈｉｆｔｅｄ）??图１．３受激拉曼散射示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ?Ｒａｍａｎ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ??当以高强度的相干激光入....

图１．７?Ｃａ）单程拉曼频移器，（ｂ）外腔型拉曼频移器和（ｃ）内腔型拉曼激光器的简图??Ｆｉｇ．?１．７?（ａ）?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｐａｓｓｓ?Ｒａｍａｎ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，?（ｂ）?ｅｘｔｅｒｎａｌ?Ｒａｍａｎ?ｒｅｓｏｎａｔｏｒ，?ａｎｄ?（ｃ）??

图１．７?Ｃａ）单程拉曼频移器，（ｂ）外腔型拉曼频移器和（ｃ）内腔型拉曼激光ｉｇ．?１．７?（ａ）?Ｓｃｈｅｍｅｓ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｐａｓｓｓ?Ｒａｍａｎ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，?（ｂ）?ｅｘｔｅｒｎａｌ?Ｒａｍａｎ?ｒｅｓｏｎａｔｏｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ?Ｒａｍａｎ?ｌａｓｅ....

本文编号：3910158