基于RTP和KTA晶体的变频激光研究

发布时间：2017-09-26 08:16

  本文关键词：基于RTP和KTA晶体的变频激光研究

  更多相关文章： 光参量振荡器 RTP晶体 受激拉曼散射 KTA晶体

【摘要】：光学参量振荡(OPO)和受激拉曼散射(SRS)是非常重要的非线性变频技术,通过它们变频可以获得普通激光器无法获得的新型波长激光输出。通过半导体激光(LD)泵浦的全固态内腔式OPO和拉曼激光具有阈值低、系统整体结构紧凑和转换效率高等优点,吸引着越来越多人的关注。RTP和KTA晶体是KTP晶体的同构体,具有高效的二阶非线性光学效应,同时具有较强的拉曼增益,是优异的变频晶体。本论文分别基于两种晶体开展了光学参量振荡和拉曼激光研究。主要研究内容如下:1.进行了基于LD端面泵浦Nd:YAP/RTP组合的内腔式OPO激光的研究。采用尺寸为4×4×20mm3、非临界相位匹配角度(θ=900,φ=00)切割的RTP晶体作为腔内OPO的非线性变频晶体。在入射泵浦功率为13.1W,脉冲重复频率为20kHz时,获得了平均输出功率为1.1W的1.65μm人眼安全激光的输出,对应的泵浦光到信号光的转换效率为8.4%;当脉冲重复频率为5kHz时,获得了最窄脉冲宽度为4.4ns,最高的脉冲峰值功率为30.8kW。2.进行了基于LD端面泵浦Nd:YAG/KTA组合的拉曼激光的研究。选择KTA晶体作为腔内拉曼的变频晶体,且对KTA晶体的拉曼效应进行研究分析。采用两块沿X轴向切割、尺寸分别为5×5×25mm3和5×5×20mm3的KTA晶体进行拉曼激光实验对比。长度为25mm的KTA晶体获得了较高的输出功率。在入射泵浦功率为10.9W,脉冲重复频率为15kHz时,获得了平均输出功率为1.12W拉曼激光的输出,对应的泵浦光到拉曼激光的转换效率为10.3%,脉冲宽度为7.6ns,斜效率为15.2%。在实验中检测到多阶斯托克斯光的光谱,其中,波长1091nm、1120nm、1150nm和1182nm的光分别对应KTA晶体拉曼频移数为234cm-1的一阶、二阶、三阶和四阶斯托克斯光,波长为1147nm的光对应KTA晶体拉曼频移数为671cm-1的一阶斯托克斯光。
【关键词】：光参量振荡器 RTP晶体 受激拉曼散射 KTA晶体
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O734;TN753.91;TN24
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1 非线性变频技术的概述9-13
• 1.1 光参量振荡（OPO）研究进展9-11
• 1.2 全固态拉曼激光器的发展进程11-13
• 2 本论文的主要内容和研究意义13-15
• 第二章 变频理论分析及器件设计15-33
• 1 光参量振荡器15-21
• 1.1 光参量振荡原理15-16
• 1.2 光参量振荡器的分类16-18
• 1.3 三波耦合相互作用原理18-21
• 2 晶体的相位匹配理论21-29
• 2.1 相位匹配条件21-22
• 2.2 相位匹配分类22-24
• 2.2.1 单轴晶体相位匹配22-23
• 2.2.2 双轴晶体的相位匹配23-24
• 2.3 非线性RTP晶体分析及相位匹配24-29
• 2.3.1 RTP晶体的分析24-25
• 2.3.2 RTP晶体相位匹配参数的计算25-29
• 3 拉曼散射以及KTA晶体介绍29-33
• 3.1 拉曼散射原理29-30
• 3.2 拉曼晶体KTA的分析30-33
• 第三章 LD端面泵浦Nd:YAP腔内RTP-OPO激光的研究33-41
• 1 增益介质Nd:YAP晶体的特性介绍33-35
• 2 LD端面泵浦Nd:YAP/RTP光参量振荡激光研究35-40
• 2.1 实验装置设计图35-37
• 2.2 实验结果及讨论37-40
• 3 小结40-41
• 第四章 LD端面泵浦内腔式Nd:YAG/KTA多阶拉曼激光研究41-49
• 1 增益介质Nd:YAG晶体的特性介绍41-42
• 2 LD端面泵浦Nd:YAG/KTA多阶拉曼激光的研究42-47
• 2.1 实验装置设计图42-43
• 2.2 实验结果与讨论43-47
• 3 小结47-49
• 第五章 总结与讨论49-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-57
• 攻读学位期间发表的学术论文目录57

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本文编号：922443