文档介绍：哈尔滨理工大学
硕士学位论文
低功率抽运下BBO晶体倍频过程中热效应的研究
姓名:王宏
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:黄金哲
20090301
低功率抽运下灞镀倒讨热效应的研究要摘在使用非线性晶体进行光学频率变换时,晶体中的热效应会导致转换效率的降低。非线性光学晶体吸收部分光能量,引起了晶体中通光区域的温升。在固定的基频光功率和外部冷却条件下,会在晶体内部形成一个相对稳定的温度场分布,这种局域的温升引起折射率的非均匀变化,进而破坏晶体内的相位匹配条件,同时使得输出光束质量变差,严重时还引起热透镜效应,产生自聚焦本文首先简要介绍了基频光为的激光奈锢砘性、光学特性,特别是倍频的相位匹配、走离效应和可接受温度。温度对相位匹配的影响可初步由可接受温度反映,因此在晶体长度与有效孔径长度相当的情况下,本文计算了捅镀档腂晶体可接受温度,以便为后续分析提供参考。随后根据麦克斯韦方程组,利用近似、慢变条件和近轴近似重新推导了光场耦合波方程,为建立光场与温度场耦合模型奠定了基础。其次,根据热传导方程分别在各向同性和各向异性条件下建立了温度场耦合方程,并给出各向同性情况下的温度场方程数值解和各向异性条件下的温度场方程求解方案。针对各向同性条件,阐述了耦合波方程的数值浠磺蠼夥椒ǎ⑼过相应的理论假设建立了惴āW詈螅檬砑的D饬度场分布;展示了温度场及光场的时间演化过程;分析了抽运功率、晶体长度和入射激光波长对转换效率和温度场的影响。分析指出,温度分布对转换效率相位失配进行补偿是改善转换效率的有效途径,因此必须在实际应用中加以考而使晶体受到破坏。迥诘谋镀倒蹋玫搅嘶倒夂捅镀倒獾恼穹妥;恍是咭约拔和光束质量都有较大影响,且较为复杂。通过对相位失配进行补偿,发现转换效率可以基本恢复,光束质量也能得到明显改善。由此得出,对热效应引起的虑。关键词倍频;温度场;哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
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聊躲奖陛吼吲年尤日期:力孑净弓月锄日日期:纺旯戮⑷王五愀哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文凸β食樵讼翨晶体倍频过程中热效应的研究》,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立醒芯抗ぷ魉〉玫某晒>荼救怂#畚闹谐炎⒚鞑糠諮话已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《低功率抽运下灞镀倒讨腥刃вΦ难芯俊废当救嗽诠趵砉ご学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。年解密后适用授权书。作者签名:本学位论文属于保密,
,热效应包括热透镜效应、热致应力双折射【。热传导在晶体中形成不均匀的温度分布,这一不均匀的温度分布将导致晶体的不均匀膨胀,从而引起应力的作用,称为热应力。热应力过大,超过晶体断裂极限时,就会导致晶体的炸裂。不均匀的温度分布和热应力的共同作用,使晶体的折射率发生不均匀的改变,一方面使得晶体变成了类透镜介质,产生热透镜效应。另一方面非均匀温度分布会产生热应力,热应力又会引起折射率发生变化,使得原来各向同性的介质变成了各向异性,这即是热致应力双折射效应非线性晶体与入射激光相互作用,在符合三波互作用的相位匹配条件时,会产生倍频,和频,差频等频率变换。同时,其所吸收的部分或全部能量将转变为热能,并在晶体内产生温度梯度,产生热效应。由于晶体的折射率是温度变化,从而它的相位匹配角同常温下相比发生很明显的改变,导致晶体最佳相位匹配角的改变,进而影响到激光频率转换效率和三波互作用效率,甚至得不到有效的频率转换激光输出。因此,研究晶体温度场分布以及温度改变对相位匹配角的影响刃вΦ挠跋,对研究激光频率转换过程及其效率具有很重要的意义。而且对于在激光频率变换实验中,研究谐波输出的激光模式以及如何对晶体热效应的控制和补偿有指导意义。随着激光的应用越来越广泛和对激光光束质量的要求越来越高,由于热引起的波前畸变成为影响光束质量的严重问题之一。因此研究激光晶体热效应产生的热吸收对激光输出的影响和改善激光器性能具有重要的指导意义和应用价解决耦合光方程的典