宽频带光参量放大器的理论和应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 沈磊 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 范滇元 |
| 关键词 | 宽频带激光 参量放大 三波耦合方程 非线性晶体 参量增益 参量带宽 增益带宽 非共线互作用 群速度匹配 |
| 其他题名 | Theory and application of broadband optical parametric amplifier |
| 中文摘要 | 高能量密度物理和快点火激光聚变等重要的前沿科学研究，极大地推动了超短超强激光技术的快速发展，受到国际科学界的广泛关注。宽频带光参量放大是产生这类激光脉冲的核心技术途径，具有高增益、宽频带、高信噪比和低热效应等突出优点，在高功率激光驱动器、新概念激光武器和基础科学研究等方面，有着越来越多的应用，发挥了重要作用。 本论文系统地研究了宽频带激光参量放大的基础理论，特别是以“带宽特性”为重点，深入研究了“参量带宽”和“增益带宽”的演化规律，创造性地提出了非共线条件下群速度匹配的优化关系。理论成果成功应用于设计出三种典型的参放系统：第一种是窄带泵浦光、宽带信号光的工作系统，对可见光波段的信号光实现了带宽最大化；第二种是宽带泵浦光、窄带信号光的工作系统，对中红外波段的空闲光实现了效率最大化；第三种是以宽带泵浦光产生窄带信号光的新系统。 论文的主要内容和创新点如下： 1、在具有普遍意义的三波非共线互作用的基础上，对光参量放大过程中的带宽演化机制进行了详细而系统的研究，首次提出了非共线条件下一类相位匹配光参量过程群速度匹配的优化关系。针对两种典型的实际情况，导出了相应的匹配关系，以及“参量带宽”和“增益带宽”的演化模型。考察了各种参数（非线性晶体长度、非共线角、群速度、群速色散、泵浦光强、增益系数等）对带宽的影响。同时，也提出了利用非共线角来克服晶体走离效应，从而提高参量转换效率的方法。 2、对于窄带泵浦、宽带信号的典型情况，研究表明信号光和闲置光之间的群速失配是影响参放中带宽的主要因素。当信号光和闲置光之间实现群速匹配时，可以获得最宽的信号光带宽和尽可能高的效率。对CLBO晶体和常用的BBO晶体进行了研究比较，结果表明在使用360nm泵浦时，CLBO晶体所能获得的最大参量带宽远远大于BBO晶体，也超过常用的400nm泵浦BBO时所能获得的最大参量带宽。而当532nm泵浦时，CLBO晶体所能获得的最大参量带宽不仅超过BBO晶体，也同样大于常用的400nm泵浦BBO时所能获得的最大参量带宽。这一研究结果表明在产生可见光波段更宽频带的光脉冲方面，CLBO晶体比BBO晶体更有优势，为利用参量过程获得更短脉冲激光提供了一个新的途径。 3、对于宽带泵浦，窄带信号的典型情况，研究表明泵浦光和闲置光之间的群速度失配是影响参放过程中效率的主要因素。当泵浦光和闲置光之间实现群速匹配时，可以获得尽可能高的效率。这一匹配关系系首次获得。我们将这一理论研究结果应用于中红外飞秒光源的研究工作，发展了中红外飞秒光源技术。 4、探索了利用宽频带激光泵浦产生高能窄带信号光的新技术。通过理论模拟发现，当泵浦光脉宽为十几个皮秒的时候，通过适当地选择参量过程的实验设置，能够得到比泵浦源带宽小四个数量级的种子源。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15324]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 沈磊. 宽频带光参量放大器的理论和应用研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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