基于非线性光学晶体的时域显微技术的研究

发布时间：2017-12-03 06:25

  本文关键词：基于非线性光学晶体的时域显微技术的研究

  更多相关文章： 时域显微 时间透镜 四波混频 相位匹配

【摘要】：随着激光器的快速发展,激光的脉冲宽度也随之越来越窄,由最初的皮秒激光到现在的飞秒激光甚至阿秒激光的应用越来越广泛,而对超短脉冲的检测也提出了越来越高的要求。超短的时域脉冲宽度、非常高的功率的特点,使得超短脉冲的检测无法用直接测量的方法来完成,必须采用间接测量的方法。近年来间接测量的技术主要有自相关测量技术、频率分辨光学开关法(FROG)、光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)和时间透镜方法。本文主要研究使用时间透镜来实现时域显微技术的方法。从时空对应原理出发,将空间透镜的成像技术类比到时间透镜成像上来,使用时间透镜可以完成对于光脉冲时域波形展宽或压缩的成像。实现时间透镜的方法主要有基于电光相位调制方法,基于交叉相位调制方法,基于和频与差频技术方法和基于四波混频技术的方法。本文的研究主要是使用四波混频技术来实现时间透镜的方法。利用非线性光学材料的光学性质依赖于入射光强度非线性效应,本文重点研究了硅基波导中的四波混频效应,利用有限元方法分析了硅基波导的色散特性和电场分布,并设计了不同的尺寸波导来研究分析硅基波导的色散曲线的变化。在同一个波导中,取不同的泵浦光脉冲和泵浦光的功率来研究发生高效的四波混频技术的相位匹配条件。本文对时间透镜的时域显微技术进行了系统的仿真分析,首先从数值计算方面仿真了实现了对于高斯短脉冲和任意波形的时域展宽,并保持波形的不失真,接着从利用系统软件对时域显微系统搭建仿真平台进行仿真,中间产生了新的频谱分量,说明了四波混频效应的发生,以及最终实现了时域波形的展宽,包括单峰值高斯脉冲和双峰值高斯脉冲的展宽,证明了理论的正确性。搭建了实验系统平台,对飞秒激光器发出的光脉冲进行展宽实验,介绍了使用到的主要元器件和光学仪器,由于条件所限,实验中,发生四波混频作用所使用的非线性材料是高非线性光纤,最终完成了对于飞秒脉冲的时域展宽。最终将实验结果与理论计算的结果和系统仿真的结果作对比,并分析了存在的问题。最后,分析了本文中的一些不足和需要继续研究的地方。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O437;O734

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈盛华;飞秒激光脉冲整形与测量技术研究[D];天津大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 安林亮;硅基波导中的四波混频效应研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2014年

2 朱明;硅基波导的非线性光学效应及其优化设计[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2013年

3 李博;基于电光相位调制和非线性效应的时间透镜的研究[D];北京交通大学;2011年

，

本文编号：1247763