钨酸锌晶体的生长及其受激拉曼散射性能研究

发布时间：2021-11-16 02:49

　　晶体材料的三阶非线性光学效应——受激拉曼散射（Stimulated Raman scattering,SRS）具有激光变频作用,可拓宽现有激光波段,获得波长范围涵盖可见、近红外甚至中红外波段的激光输出。同时,受激拉曼散射光源有与激光相同的高单色性、高方向性和高相干性等优点,可在医学、军事、能源乃至人类日常生活等方面发挥重要作用。因此,研究新的拉曼晶体,利用现有激光,来获得新波段激光输出成为当今材料领域的一大热点。受激拉曼散射为非弹性过程,产生较大热量和各种热效应,影响晶体损伤阈值和激光器件设计,因此,所需受激拉曼材料需要高热导率实现热量的有效传输。钨酸锌（ZnWO4）晶体具有黑钨矿机构,根据爱因斯坦-德拜模型的分析,可能具备高热导率,同时,钨酸根可产生有效的拉曼增益,具有较大增益系数;该晶体具有合适的熔点,可以用提拉法（Czochralski,Cz）生长得到大尺寸、高光学质量的晶体,具备不易潮解、常温下质量稳定、透过波段宽等优点,因此,ZnWO4晶体可能是一类优秀的受激拉曼晶体。但是,到目前为止,ZnWO4晶体的基本物理性质尚未得到系统研究,特别是其SRS的性能研究尚处空白。本论文面向... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－４腔外受激拉曼典型示意图［１３］??

?？??」?Ｕ??图１－４腔外受激拉曼典型示意图［１３］??用该图所示装置进行ＳＲＳ实验时，常用聚焦或者缩朿系统将泵浦光耦合到拉??曼晶体内，从而提高泵浦能量密度。谐振腔腔镜的曲率对于谐振模和栗浦模的匹??配至关重要，因此为了得到良好的匹配，需要选择适当的谐振腔腔镜曲率。腔外??ＳＲＳ的主要优点是可以通过控制腔镜的镀膜情况得到不同波长激光的输出、提高??光束质量。??通过泵浦光波长，计算得到一阶斯托克斯光波长以及高阶斯托克斯光波长，??设计腔镜的膜系，可以控制具体斯托克斯光的输出，需要得到一阶斯托克斯光时：??输入镜Ｍｌ对泵浦光的透过率高，同时对一阶斯托克斯光的反射率高；输出镜Ｍ２??对泵浦光的反射率高，同时对一阶斯托克斯光的透过率应该满足其最佳耦合输出；??同时

可测得不同频率拉曼散射激光的能量。至于不同光学元件造成的损耗，可以在实??验之前预先测得，并在最终的实验结果中去除，以减小实验误差。??图１－６是一个典型的双次通过型腔外ＳＲＳ。??Ｍ??１?１??Ｒａｍａｎ?ｃｒｙｓｔａｌ??Ａ％??Ｓｔｏｋｅｓ??Ｐｕｍｐ?ｅｎｅｒｇｙ??＾ａｓｅｒ?ｍｏｎｉｔｏｒ??图１－６双次通过型腔外受激拉曼散射［１６］??上图中，Ｍ为泵浦光与斯托克斯光反射镜；Ｐ为分光棱镜。图示情况下，栗??浦光与斯托克斯光被平面镜Ｍ反射回拉曼晶体，使拉曼晶体的有效作用长度加??倍，从而提高了拉曼转换效率，并降低了受激拉曼散射的阈值。根据理论计算表??明，ＳＲＳ的阈值与晶体长度成反比。因此，为了减小ＳＲＳ的阈值，在实验中可??以加长拉曼介质，长度一般可达到２－５?ｃｍ；而倍频、和频等二阶非线性光学效??应则与之不同，前者一般使用短的非线性晶体，长度通常小于ｌｃｍ。??上述两种腔外ＳＲＳ是根据泵浦光通过晶体次数的不同进行分类，除了这种分??类方式外

【参考文献】：
期刊论文
[1]新型激光晶体材料研究进展[J]. 张怀金,蒋民华.  无机材料学报. 2008(03)
[2]固体拉曼激光器[J]. 陈慧挺,楼祺洪,叶震寰,何兵,周军.  激光与光电子学进展. 2005(07)

硕士论文
[1]钨酸钡拉曼激光晶体的生长及其性质研究[D]. 葛文伟.山东大学 2005



本文编号：3498025