LD泵浦全固态可调谐蓝光激光的研究 ——非线性光学晶体的热效应

作     者：戎善奎 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘立强

授予年度：2004年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：可调谐蓝光,非线性光学,相位匹配,热效应,Cr:LiSAF,KN 

摘      要：本文综合了当前激光技术的发展状况，同时阐述了可调谐蓝光研究的重要性和现状。在总结激光频率变换的原理和非线性光学晶体的相位匹配理论的基础上，可以根据相位匹配理论进行晶体的相位匹配角的计算。对各种泵浦方式和LD泵浦的优点进行了分析。对Cr：LiSAF晶体的物理和光学性质进行了总结，同时对KN晶体各个面内的相位匹配角度和有效非线性系数进行了计算并对其相位匹配特性做了分析。在常温下，KN晶体能够实现波长为857nm的90度非临界相位匹配，利用KN晶体的非临界相位匹配特性，采用了改变晶体温度的方法，与Cr：LiSAF晶体配合使用实现蓝光的宽带可调谐输出。讨论了在非线性光学频率变换过程中的非线性晶体的热效应问题和温度梯度的一般计算方法以及其中的温度梯度引起的对于基频光的相位失配。建立了非线性光学晶体在非线性光学频率变换过程中的温度梯度模型。计算了KN晶体在倍频过程中的温度梯度，对由此引起的相位失配和基频光转换效率的变化进行了计算，用功率密度曲线表示出了倍频光的模式的变化。由于温度变化引起相位失配，使得基波转换效率很低。同时计算了当晶体冷却情况变化，基波功率变化以及晶体中心和光束中心不重合的情况下的晶体内部温度梯度。在不同条件下晶体内部的温度梯度不同，由此引起的倍频转换效率和输出光的能量分布也相应的变化。