折射率調制對超短脈沖倍頻的影響.pdf

1、利用光學頻率變換方法實現(xiàn)新頻率激光光源的產生，是現(xiàn)代激光技術的一個重要手段。非線性摻雜晶體通過適當折射率（摻雜比）調制，不但可實現(xiàn)非臨界相位匹配，還可以增大相位匹配帶寬，從而降低了對入射光單色性及高功率的要求；不僅如此，折射率調制還能改善晶體的調諧特性。
　　 本文首先介紹了非線性光學的理論基礎知識，其中包括了非線性極化率、瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)倍頻耦合波方程、摻雜比對折射率調制的影響；介紹了鈮酸鉀鋰晶體的光學特性及寬波段倍頻的優(yōu)越性；并采

2、用了平均權重法計算出了該晶體的折射率色散方程。為了便于清晰地了解折射率調制對于倍頻過程的影響，本文從平面波模型出發(fā)，由Maxwell方程推導出了折射率線性調制介質內的穩(wěn)態(tài)倍頻耦合波方程。在此基礎上給出了穩(wěn)態(tài)耦合波方程的小信號解及大信號下的數(shù)值解。其次采用了具有折射率調制的鈮酸鉀鋰晶體作為超短脈沖的倍頻介質。同時推導出了超短脈沖在折射率線性和周期（正弦）調制晶體中倍頻的瞬態(tài)耦合波方程組。對于線性調制，給出了瞬態(tài)耦合波方程的小信號解，并在高

3、轉換效率下，通過編程對耦合波方程進行了數(shù)值求解。分析了相位調制參量，群速度失配量及入射波波長對倍頻脈沖波形的影響：研究了基波啁啾對倍頻轉換的影響。在小信號情況下，發(fā)現(xiàn)諧波脈沖明顯被壓縮，光束質量得到改善，并在理論上給出了最佳啁啾系數(shù)（脈寬最窄）與調制參量的關系，而在高轉換效率下，啁啾的影響有所降低。最后對于正弦調制，研究了瞬態(tài)耦合波方程的小信號數(shù)值解。定性地分析了正弦調制周期和初始相位對倍頻轉換的影響。分析發(fā)現(xiàn)：折射率正弦調制能夠展寬相