基于涡旋超短脉冲泵浦的非共线光参量放大成像技术研究

发布时间：2024-07-11 01:01

　　涡旋光脉冲是一种波前相位呈螺旋结构的奇异光场。其独特的光强分布以及携带有确定的光子轨道角动量使其在粒子操纵、生物医学以及光学通信等领域都有广泛的应用前景,很快成为现代光学中的一个重要分支研究方向。伴随着激光技术的不断发展,特别是超高功率激光器的获得,光学参量放大的技术亦取得了迅猛的发展。自上世纪九十年代起研究者就尝试将光参量放大技术应用于光学成像领域。近二十年来,该研究在国内外一直被人们广为重视,并取得了诸多重要的研究成果。这种成像技术由于它独特的优势已被证明可应用于生物医学、物理、化学、军事国防等领域。本论文研究了涡旋光在光参量放大成像中的应用,提出了利用涡旋超短脉冲泵浦的非共线光参量放大成像的研究方案,实现了对微弱光学信号的高增益、高对比度、高空间分辨的光参量放大成像。主要做了以下几个方面的研究:1、概述了光参量放大的基本理论。包括分析和讨论了光学参量放大的非线性耦合波方程、晶体的相位匹配方法、空间走离效应等,并通过数值计算的方法讨论非线性光学晶体的增益以及光谱带宽特性等。这些工作为实现较高增益、较高空间分辨的光参量放大成像提供了理论基础。2、研究了涡旋光的基本特性、产生方法及螺旋...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1OPA过程示意图

每湮灭一个高频光子（泵浦光，这样通过耗费具有高能量的高频光强得到放大。所示是OPA的原理图，以ω1、ω2、在非线性晶体的输入端将高频的泵浦线性耦合的效应，得到了差频光也即三种光波。其三波之间频率的相互关高强度高频率的泵浦光将能量逐渐的能量在一定范围内随着晶体长度呈指如下独....

图1.2OPA成像的基本结构原理图

图1.2OPA成像的基本结构原理图光在成像中的发展与应用来，越来越多的将涡旋光的特性应用在成像的领域。其主要的特特的螺旋相位，通过将其作为空间滤波器可将成像的目标物体各的变化转换为其相对强度的变化，而且无论对振幅物抑或是相位，这种利用涡旋特性的成像通常具有很高的成像对比度。....

图2.4Ⅰ类OPA时光波在晶体中的空间走离效应

基于涡旋超短脉冲泵浦的非共线光参量放大成像技术研义为泵浦光的空间走离角。对于e光的其走离角2222221arctansin22sincoseooennnn以看出空间走离角它与非线性晶体的折射率以正单轴晶体来....

图2.9典型光参量放大的相位匹配模型

20型光参量放大的相位匹线结构的情况下，对理的式312kcoskkcos32ksinksin，示信号光、闲频光与（闲频与泵浦）和（，则可假定相位失配向垂直的那部分，即，有dω3=0，则由于ω1相互关联，于是有Δk以信号中心频率

本文编号：4005002