中紅外光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)的研究.pdf

1、光參量振蕩器由于具有調(diào)諧范圍寬、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等特點，是獲得寬帶可調(diào)諧、高相干輻射光源和新波段激光系統(tǒng)的重要途徑。尤其是近年來，隨著一批新型優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體的發(fā)明、成熟和大量應(yīng)用，以及非線性光學(xué)頻率變換和可調(diào)諧激光技術(shù)的飛速發(fā)展，在光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)這一研究領(lǐng)域取得了不少十分重要的突破，其主要應(yīng)用領(lǐng)域已包括：環(huán)境監(jiān)測、遙感、醫(yī)療診斷和治療、激光光譜學(xué)研究、材料處理、數(shù)據(jù)通信、光電測量、激光測距、激光雷達、紅外對抗等。

2、因此，光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)的研究已發(fā)展成為一門交叉學(xué)科，并展現(xiàn)出它越來越獨特的魅力。本論文對光參量振蕩器及其應(yīng)用技術(shù)進行了研究，主要的研究工作包括以下幾個方面： 一、廣泛調(diào)研了國內(nèi)外中紅外光參量振蕩器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨向，明確了自身研究工作的重點和發(fā)展方向。 二、對光參量振蕩器中三波互作用的基本理論進行了分析，對其特性參數(shù)進行了計算，給出了光參量振蕩過程的模型和耦合波方程，并對非臨界相位匹配和準(zhǔn)相位匹配理論作了介

3、紹。 三、對光參量振蕩器的增益、閾值、轉(zhuǎn)換效率、譜線寬度、熱效應(yīng)等特性進了系統(tǒng)地分析，并分別給出了描述上述特性的簡單計算模型；同時，對光參量振蕩器設(shè)計中應(yīng)該考慮的關(guān)鍵技術(shù)問題進行了分析和討論。為光參量振蕩器的方案設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化提供了必要的理論依據(jù)。 四、對BBO、KTP、LiNbO<,3>、KTA、ZnGeP<,2>、AgGaS<,2>等多種主要的中紅外光參量振蕩器進行了系統(tǒng)地理論計算和分析，包括光學(xué)和相位匹配特性、調(diào)諧

4、特性、有效非線性系數(shù)、增益、走離角、參量允許角等。對BBO—OPO、KTP—OPO、LiNbO<,3>—OPO和：KTA—OPO開展了實驗研究，并對實驗結(jié)果進行了分析。對利用差頻(DFG)技術(shù)產(chǎn)生中紅激光進行了相關(guān)的理論計算分析，并對DFG的技術(shù)關(guān)鍵之一，用Nd:YAG激光器輸出1.444μm的激光，分別采用色散棱鏡法和兩鏡鍍膜直腔法進行了實驗研究，成功地獲得了Nd:YAG 1.444μm激光的高能量輸出。同時，采用直腔法還成功地獲得了

5、Nd:YAG 1.444μm激光的脈沖調(diào)Q輸出。 五、開展了光參量振蕩器在光腔衰蕩光譜法測量高反射率中的應(yīng)用研究。設(shè)計并建立了1.315μm高反射率精密測量裝置，并對測量裝置的誤差、精度和可靠性進行了詳細地理論分析和實驗研究。同時還研制了3.8μm高反射率精密測量裝置，對測量裝置中的望遠鏡系統(tǒng)進行了理論設(shè)計和優(yōu)化，并用ZEMAX光學(xué)設(shè)計軟件對所設(shè)計的望遠鏡進行了分析和評價。 六、開展了光參量振蕩器在紅外對抗技術(shù)中的應(yīng)用研