折射率調(diào)制對超短脈沖倍頻的影響.pdf

1、利用光學頻率變換方法實現(xiàn)新頻率激光光源的產(chǎn)生，是現(xiàn)代激光技術(shù)的一個重要手段。非線性摻雜晶體通過適當折射率（摻雜比）調(diào)制，不但可實現(xiàn)非臨界相位匹配，還可以增大相位匹配帶寬，從而降低了對入射光單色性及高功率的要求；不僅如此，折射率調(diào)制還能改善晶體的調(diào)諧特性。
　　 本文首先介紹了非線性光學的理論基礎(chǔ)知識，其中包括了非線性極化率、瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)倍頻耦合波方程、摻雜比對折射率調(diào)制的影響；介紹了鈮酸鉀鋰晶體的光學特性及寬波段倍頻的優(yōu)越性；并采

2、用了平均權(quán)重法計算出了該晶體的折射率色散方程。為了便于清晰地了解折射率調(diào)制對于倍頻過程的影響，本文從平面波模型出發(fā)，由Maxwell方程推導出了折射率線性調(diào)制介質(zhì)內(nèi)的穩(wěn)態(tài)倍頻耦合波方程。在此基礎(chǔ)上給出了穩(wěn)態(tài)耦合波方程的小信號解及大信號下的數(shù)值解。其次采用了具有折射率調(diào)制的鈮酸鉀鋰晶體作為超短脈沖的倍頻介質(zhì)。同時推導出了超短脈沖在折射率線性和周期（正弦）調(diào)制晶體中倍頻的瞬態(tài)耦合波方程組。對于線性調(diào)制，給出了瞬態(tài)耦合波方程的小信號解，并在高

3、轉(zhuǎn)換效率下，通過編程對耦合波方程進行了數(shù)值求解。分析了相位調(diào)制參量，群速度失配量及入射波波長對倍頻脈沖波形的影響：研究了基波啁啾對倍頻轉(zhuǎn)換的影響。在小信號情況下，發(fā)現(xiàn)諧波脈沖明顯被壓縮，光束質(zhì)量得到改善，并在理論上給出了最佳啁啾系數(shù)（脈寬最窄）與調(diào)制參量的關(guān)系，而在高轉(zhuǎn)換效率下，啁啾的影響有所降低。最后對于正弦調(diào)制，研究了瞬態(tài)耦合波方程的小信號數(shù)值解。定性地分析了正弦調(diào)制周期和初始相位對倍頻轉(zhuǎn)換的影響。分析發(fā)現(xiàn)：折射率正弦調(diào)制能夠展寬相