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光学超晶格中耦合物理效应的研究

作　者: 赵军伟
导　师: 朱永元
学　校: 南京大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 准位相匹配理论非线性频率转换电光效应声光效应
分类号: O734
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在过去的十几年里,随着准位相匹配材料研究的发展,由光学超晶格构成的全固体激光器得到了迅速的发展和广泛的应用。由于全固体激光器具有体积小,可靠性高等各种优点,越来越多的科研人员开始利用铌酸锂和钽酸锂晶体等优秀的光电功能材料来构造各种固体激光器,用以实现光学频率的转换。利用光学超晶格的非线性效应,对激光进行变频可以覆盖可见光波段及紫外和红外区域,基本上满足了日益发展的科研需要。并且超晶格具有增益高,阈值低及易于实现位相匹配等特点,已经成为了一种十分重要的激光变频材料。作为一款优异的光学材料,铌酸锂和钽酸锂晶体也具有出色的电光效应和声光效应,利用其电光效应和声光效应也可以对光进行控制,偏转和调整等。本文根据准位相匹配理论及晶体的电光效应,研究了一维周期、准周期结构中倍频的调控,研究了电光效应对周期结构中多参量耦合过程的调控,得到了有效的三次谐波的输出,研究了声光效应对周期结构中倍频的调控。论文的主要内容如下：1.以808nm半导体激光器为泵浦源,以Nd:YAG晶体为激光晶体,利用极化得到的铌酸锂周期结构和钽酸锂准周期结构超晶格,实现了1064nm输入激光的倍频调控,得到了532nm绿光的有效输出,通过调节外电场实现了倍频光的振幅和偏转控制。2.以808nm半导体激光器为泵浦源,以Nd:YV04晶体为激光晶体,利用极化得到的钽酸锂周期超晶格,实现了1342nm输入激光的多参量耦合过程中的电光调控。通过对1342nm倍频过程与和频过程的电光调控,我们得到了三次谐波输出的有效提高。3.研究了光学超晶格中的声光效应对光的调控。在周期超晶格倍频过程中,将声波引入超晶格中,将会影响倍频光的偏振态,进而影响耦合波之间的能量转换。我们利用声光耦合波理论研究了基波和倍频波之间的能量转换,通过调节声波的功率密度,可以有效的调节基波和倍频波输出,实现了利用声光效应对超晶格中频率转换的控制。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-20
  参考文献  14-20
第二章光学超晶格中的非线性频率转换  20-36
  2.1 前言  20-21
  2.2 非线性波动方程  21-22
  2.3 介质中的波动振幅耦合方程  22-24
  2.4 光学超晶格的设计  24-33
    2.4.1 周期超晶格结构的设计  26-28
    2.4.2 双周期超晶格结构的设计  28-29
    2.4.3 准周期超晶格结构的设计  29-33
  2.5 本章小结  33-34
  参考文献  34-36
第三章超晶格中电光调制的二倍频  36-57
  3.1 前言  36
  3.2 电光效应  36-40
    3.2.1 电光效应的机理  37-38
    3.2.2 电光效应对晶体光学性质的影响  38-40
  3.3 超晶格中电光调制的二倍频  40-53
    3.3.1 耦合波方程分析和超晶格设计  41-44
    3.3.2 超晶格样品的制备  44-48
    3.3.3 电光调制倍频的实验  48-53
  3.4 本章小结  53-54
  参考文献  54-57
第四章超晶格中电光调制的三倍频  57-78
  4.1 前言  57
  4.2 异质结中的频率转换  57-62
    4.2.1 异质结中的准位相匹配  58-60
    4.2.2 异质结中的耦合波方程  60-62
  4.3 超晶格中电光调制的三倍频  62-75
    4.3.1 超晶格的设计和制备  65-67
    4.3.2 电光调制三倍频的实验  67-75
  4.4 本章小结  75-76
  参考文献  76-78
第五章超晶格中声光调制的二倍频  78-92
  5.1 前言  78
  5.2 声光效应  78-82
    5.2.1 声光效应的机理  78-79
    5.2.2 声光效应对晶体光学性质的影响  79-82
  5.3 超晶格中声光调制的二倍频  82-89
  5.4 本章小结  89-90
  参考文献  90-92
第六章总结  92-93
致谢  93-94
攻读博士学位期间发表的学术论文  94-95

光学超晶格中耦合物理效应的研究

内容摘要

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