實驗報告-半導(dǎo)體泵浦激光原理-文庫吧
2025-07-19 12:02 本頁面
【正文】 輻射產(chǎn)生的光子各個方向都有，偏離軸向的光子很快逸出腔外，只有沿軸向的光子，部分通過輸出鏡輸出，部分被反射回工作物質(zhì)，在兩個反射鏡間往返多次被放大，形成受激輻射的光放大即產(chǎn)生激光。光的倍頻是一種最常用的擴展波段的非線性光學(xué)方法。激光倍頻是將頻率為ω的光，通過晶體中的非線性作用，產(chǎn)生頻率為2ω的光。當(dāng)光與物質(zhì)相互作用時，物質(zhì)中的原子會因感應(yīng)而產(chǎn)生電偶極矩。單位體積內(nèi)的感應(yīng)電偶極矩疊加起來，形成電極化強度矢量。電極化強度產(chǎn)生的極化場發(fā)射出次級電磁輻射。當(dāng)外加光場的電場強度比物質(zhì)原子的內(nèi)場強小得多時，物質(zhì)感生的電極化強度與外界電場強度成正比。P=ε0χE在激光沒有出現(xiàn)前，當(dāng)有幾種不同頻率的光波同時與該物質(zhì)作用時，各種頻率的光都線性獨立地反射、折射和散射，滿足波的疊加原理，不會產(chǎn)生新的頻率。當(dāng)外界光場的電場強度足夠大時（如激光），物質(zhì)對光場的響應(yīng)與場強具有非線性關(guān)系：P=αE+βE2+γE3+…式中α，β，γ，…均為與物質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，且逐次減小?？紤]電場的平方項E=E0cosωtP(2)=βE2=βE02cos2ωt=βE022(1+cos2ωt)出現(xiàn)直流項和二倍頻項cos2ωt,直流項稱為光學(xué)整流，當(dāng)激光以一定角度入射到倍頻晶體時，在晶體產(chǎn)生倍頻光，產(chǎn)生倍頻光的入射角稱為匹配角。倍頻光的轉(zhuǎn)換效率為倍頻光與基頻光的光強比，通過非線性光學(xué)理論可以得到：η=I2ωIω∝βL2Iωsin2(Δkl/2)(Δkl/2)式中L為晶體長度，Iω、I2ω分別為入射的基頻光、輸出的倍頻光光強。在正常色散情況下，倍頻光的折射率n2ω總是大于基頻光的折射率，所以相位失配，雙折射晶體中的o光和e光折射率不同，且e光的折射率隨著其傳播方向與光軸間夾角的變化而改變，可以利用雙折射晶體中o光、e光間的折射率差來補償介質(zhì)對不同波長光的正常色散，實現(xiàn)相位匹配?！緦嶒炑b置】圖4 實驗裝置示意圖實驗使用808nm ，長度為3x3x1mm摻雜濃度 3at% α軸向切割Nd:Y
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