中近紅外連續(xù)波可調(diào)諧內(nèi)腔PPLN光學(xué)參量振蕩器研究.pdf

1、1.4～1.6μm近紅外人眼安全波段和3～5μm中紅外波段的相干光源在光譜學(xué)、醫(yī)療、遙感和激光多普勒雷達(dá)等諸多方面有著廣泛而重要的應(yīng)用。近年來,隨著非線性晶體周期極化鈮酸鋰(periodically poled lithium niobate,PPLN)制作工藝的成熟和全固態(tài)激光器技術(shù)的進(jìn)步,準(zhǔn)相位匹配光學(xué)參量振蕩器(quasi-phase-matching optical parametric oscillator,QPM-OPO)成

2、為獲得這兩個波段光源的有效方法。
　　 本論文設(shè)計并實驗研究了以808nm半導(dǎo)體激光器(laser diode,LD)端泵的1064nm Nd:YVO4激光器為泵浦源,PPLN晶體為非線性介質(zhì)的連續(xù)波(continuous-wave,CW)內(nèi)腔單諧振光學(xué)參量振蕩器(intra-cavity singly resonantoscillator,ICSRO)。采用內(nèi)腔結(jié)構(gòu),通過合理的諧振腔設(shè)計,實現(xiàn)了SRO低閾值、高效率的連續(xù)波運轉(zhuǎn)

3、,得到了可調(diào)諧的,最大功率分別為2.21W和960mW的近紅外人眼安全波段信號光和中紅外閑頻光輸出。主要內(nèi)容和創(chuàng)新點歸納如下:
　　 1.在分析多模泵浦連續(xù)波ICSRO的動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,給出了優(yōu)化信號光和閑頻光輸出功率的具體方法,為實現(xiàn)ICSRO高效率和低閾值的連續(xù)波運轉(zhuǎn)及獲得高功率、高效率的信號光和閑頻光輸出作了動力學(xué)理論基礎(chǔ)；
　　 2.為克服激光增益介質(zhì)中熱透鏡效應(yīng)對腔內(nèi)泵浦激光模式的影響,實現(xiàn)ICSRO高效率

4、、高光束質(zhì)量、穩(wěn)定的連續(xù)運轉(zhuǎn),根據(jù)光學(xué)諧振腔的圖解分析與設(shè)計方法和實測得到的熱透鏡焦距對泵浦激光諧振腔進(jìn)行了詳細(xì)的熱穩(wěn)腔設(shè)計；
　　 3.計算了1064nm泵浦激光和信號光的腔內(nèi)傳輸。為減少衍射損耗、降低SRO閾值、提高轉(zhuǎn)換效率,通過諧振腔設(shè)計實現(xiàn)了激光產(chǎn)生過程中LD泵浦光和1064nm激光以及OPO過程中1064nm泵浦激光和信號光的光斑尺寸匹配；
　　 4.計算了PPLN—OPO溫度調(diào)諧和周期調(diào)諧的理論曲線,并對CW