文档介绍：四川大学
博士学位论文
中红外光参量振荡器及其应用技术的研究
姓名:任钢
申请学位级别:博士
专业:光学
指导教师:蔡邦维
20060410
中红外光参量振荡器及其应用技术的研究摘要研究生:任铜指导教师:蔡邦维光学专业光参量振荡器由于具有调谐范围宽、效率高、结构简单、工作可靠等特点,是获得宽带磁调谐、离相干辐射光源和薪波段激光系统的重要途经。尤其是近年来,随着⋯批新型优质非线性光学晶体的发明、成熟和大量应用,以及非线性光学频率交换稠可谓谐激光技本翡飞速发展,在光参量振荡器及其应臻技本这一研究领域取得了不少十分蕙要的突破,其主要应用领域已包括:环境嗡测、遥感、医疗诊断和治疗、激光光谱学研究、材料处理、数据通信、光电测爱、激光测距、激光雷达、红外对抗等。因此,光参量振荡器及其应用技术的研究已发展成为徊嫜Э疲⒄瓜殖鏊嚼丛蕉捞氐镊攘Α1韭畚亩怨獠瘟空荡嚣及其应粥技术进行了研究,主要的研究工作包括以下几个方瑟:一、广泛调研了园内夕泻焱夤獠瘟空竦雌鞯难芯肯肿春头⒄骨飨颍魅了自身研究工作豹重点和发展方自。二、对光参量振荡器中三波互作用的基本理论进行了分析,对其特性参数进行了诗算,给出了光参量振荡过程的模型郊稻合波方程,并对非临界相位匹配和准相位腻配理论作了介绍。三、对光参量振荡器的增蘸、阈值、转换效率、谱线宽度、热效应等特性四川大学博士学位论文
进了系统地分析,并分别给出了描述上述特性的简单计算模型:同时,对光参量振荡器设计中应该考虑的关键技术问题进行了分析和讨论。为光参量振荡器的方案设计和参数优化提供了必要的理论依据。四、对、、榷嘀种饕5闹泻外光参量振荡器进行了系统地理论计算和分析,包括光学和相位匹配特性、调谐特性、有效非线性系数、增益、走离角、参量允许角等。对、—籓和开展了实验研究,并对实验结果进行了分析。对利用差频际醪泻旒す饨辛讼喙氐睦砺奂扑惴治觯对募际豕丶唬肗篩激光器输出的激光,分别采用色散棱镜法和两镜镀膜直腔法进行了实验研究,成功地获得了:激光的高能量输出。同时,采用直腔法还成功地获得了:緈激光的脉冲调涑觥五、开展了光参量振荡器在光腔衰荡光谱法测量高反射率中的应用研究。设计并建立了/高反射率精密测量装置,并对测量装置的误差、精度和可靠性进行了详细地理论分析和实验研究。同时还研制了閙高反射率精密测量装置,对测量装置中的望远镜系统进行了理论设计和优化,并用光学设计软件对所设计的望远镜进行了分析和评价。六、开展了光参量振荡器在红外对抗技术中的应用研究。用所研制的和分别对红外热像仪进行了干扰原理性实验,并对实验结果进行了分析和讨论,同时对今后的研究发展方向提出了具体的建议。本文的研究工作和所取得的成果对我国中红外光参量振荡器及其应用技术的发展具有重要的理论参考意义和工程应用价值。关键词:中红外,光参量振荡器,可调谐激光,非线性晶体,光参量放大,差频产生,相位匹配,光腔衰荡光谱法,高反射率测量,红夕钥本论文工作得到国家苹馐刂浦氐闶笛槭蚁钅亢臀髂霞际跷锢硌芯克合作项目的资助。四川大学博士学位论文
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第一章绪论光参量振荡器概述谐、高相干的辐射光源。近年来,随着一批新型优质非线性光学晶体的发明、光参量振荡器这一研究领域取得了不少十分重要的突破,丫⒄钩晌?调谐激光的主流,并展现出越来越重要和广泛的应用前景。环境监测、遥感、医疗诊断和治疗、激光光谱学研究、材料处理、数据通信、展望未来,光参量振荡器及其应用技术的研究将发展成为一门交叉学科,自从激光问世以来,发明和发展运行于新波段的激光系统,以及能在宽范围内实现波长连续变化的可调谐相干光源,一直是激光研究者不懈追求的目标之一。因此利用非线性频率变换及可调谐激光技术将发展成熟的激光扩展到新的波长显得尤为重要。光参量振荡器,简称是一种利用非线性晶体的混频特性实现光学频率变换的器件,同时它又是波长可调谐的相干光源。具有调谐范围宽、效率高、结构简单及工作可靠等特点,可获得宽带可调成熟和大量应用,以及非线性光学频率变换和可调谐激光技术的飞速发展,在目前,这一领域的重要性已被国际上认识到,一些大的光电公司已先后推出了众多商品化的罚⒉欢系匮扒笸黄坪头⒄埂F渲饕Sτ昧煊虬ǎ光电测量、激光测距、激光雷达、红外对抗等。其未来应用可能包括产生用于信息存储的蓝色辐射,这一方法将直接和乩渡ḿす舛ü芄庠聪嗑赫其他应用包括用一套低呈迪旨す獠噬队跋允舅璧暮臁⒙獭⒗度ü输出。比之于现有的技术,;〉耐队跋允灸芴峁└晾觥⒏宄耐像,可能是未来剧院中高清晰度彩色图