激光倍頻晶體的分析現(xiàn)狀分析畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 05:27:18 本頁(yè)面
【正文】 hing目 錄摘要 ⅠABSTRACT Ⅱ引言 11 實(shí)驗(yàn)研究?jī)x器 1 光纖激光器及其結(jié)構(gòu) 1 光纖激光器的倍頻 22 倍頻晶體的現(xiàn)狀分析 2 倍頻晶體 2 PPLN晶體倍頻輸出綠光 3 PPLN晶體倍頻輸出可見(jiàn)光 4 PPKTP晶體倍頻應(yīng)用 5 PPLT晶體的倍頻應(yīng)用 63 結(jié)果與討論 74 前景與展望 9 實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用 9 理論研究的應(yīng)用 10參考文獻(xiàn) 12引 言近年來(lái)，關(guān)于自倍頻晶休的研究工作取得了重大進(jìn)展。目前，可以得到的NMLN晶體的尺寸(10x10x20mm)比NYAB晶體的尺寸(4x4x10mm)大，但是NMLN用于產(chǎn)生綠激光時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn)：(1)NMLN的非臨界相位匹配溫度高，會(huì)引起熱感應(yīng)加寬和激光下能級(jí)的吸收，使閡值升高；(2)增加MgO的摻雜量能降低相位匹配溫度，但吸收損耗也同時(shí)增加了。在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）形成激光振蕩輸出。圖1是單膜光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖[1]。固體激光器技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是在小型化、柔性化方面光纖激光器有著固體激光器所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，更重要的是光纖激光器更容易獲得高光束質(zhì)量的激光輸出。2 倍頻晶體的現(xiàn)狀分析 倍頻晶體 1961年，F(xiàn)ranken和他的同事們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅寶石激光束通過(guò)石英晶體時(shí)，能夠產(chǎn)生兩倍頻該光束的紫外光。目前主要用KTP、BBO、LBO、PPKTP和PPLN等晶體。他們制備的PPKTP器件主要用于激光倍頻、光參量振蕩等非線性場(chǎng)合。PPKTP器件的制備具有很高的技術(shù)含量，因此價(jià)格十分昂貴。在光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究中，利用倍頻晶體實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)變換輸出的較多。 PPLN晶體倍頻輸出綠光 利用周期性極化晶體PPLN和雙包層光纖激光相結(jié)合可以獲得綠光激光輸出?！鏁r(shí)，抽運(yùn)功率為650mW時(shí)，%的最高諧波轉(zhuǎn)換效率；在抽運(yùn)功率為970mW時(shí)，可以得到59mW的最高綠光功率輸出。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)寬帶多縱模的光纖激光將會(huì)影響諧波的轉(zhuǎn)換效率，要獲得高的轉(zhuǎn)換效率需要單模窄帶寬頻率穩(wěn)定性好的光纖激光。其轉(zhuǎn)換效率為44%。 PPKTP晶體倍頻應(yīng)用PPKTP晶體（周期性極化磷酸氧鈦鉀晶體）是世界各國(guó)使用比較頻繁，且較為成熟的倍頻晶體之一。實(shí)驗(yàn)如圖22所示。晶體的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了11%。但是也得到了一些啟示，即結(jié)合周期極化非線性晶體可以產(chǎn)生一個(gè)新波長(zhǎng)的激光。倍頻晶體PPLT由南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室采用室溫外電場(chǎng)極化法制備，晶體尺寸為40 mm3mm，端面沒(méi)有鍍膜。利用PPLT的倍頻實(shí)驗(yàn)流程如圖24所示。國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)對(duì)倍頻晶體進(jìn)行了多方面的研究和使用。 從表32中可見(jiàn)，采用PPLN、PPKTP和PPLT晶體通過(guò)倍頻1064nm都實(shí)現(xiàn)了532nm的綠光輸出，其轉(zhuǎn)換效率卻各不相同，其中PPLN的轉(zhuǎn)換效率較高。而且KTP晶體除有大的有效非線性系數(shù)外，還具有大的允許角、允許溫度及小的走離角，而且不潮解，破壞閾值也較高，所以通常人們選用KTP晶體進(jìn)行Ⅱ類匹配來(lái)獲得綠光。表32是目前經(jīng)常接觸到的倍頻晶體的性能參量。但近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家潛心鉆研，先后發(fā)現(xiàn)并合成了KBBF、SBBO、TBO、BABO、KABO等一系列深紫外新晶體，這些晶體均具有優(yōu)異的紫外倍頻性能。由于光網(wǎng)絡(luò)逐漸向全光方向發(fā)展，光集成技術(shù)將日趨成熟，與單晶硅大量用于集成電路的芯片相似，未來(lái)的集成光路也需要大量的高質(zhì)量的晶片作為光子器件襯底(光芯片)。在頻域方面，寬帶寬輸出并可調(diào)諧的光纖激光器也會(huì)成為未來(lái)研究的重心。故可利用Yb3+作為其他稀土離子如Er3+，Ho3+等的敏化劑，嘗試生長(zhǎng)(Yb,Er)或(Yb,Ho)雙摻的Y
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