中紅外光參量振蕩器及其應用技術的研究.pdf

1、光參量振蕩器由于具有調(diào)諧范圍寬、效率高、結構簡單、工作可靠等特點，是獲得寬帶可調(diào)諧、高相干輻射光源和新波段激光系統(tǒng)的重要途徑。尤其是近年來，隨著一批新型優(yōu)質非線性光學晶體的發(fā)明、成熟和大量應用，以及非線性光學頻率變換和可調(diào)諧激光技術的飛速發(fā)展，在光參量振蕩器及其應用技術這一研究領域取得了不少十分重要的突破，其主要應用領域已包括：環(huán)境監(jiān)測、遙感、醫(yī)療診斷和治療、激光光譜學研究、材料處理、數(shù)據(jù)通信、光電測量、激光測距、激光雷達、紅外對抗等。

2、因此，光參量振蕩器及其應用技術的研究已發(fā)展成為一門交叉學科，并展現(xiàn)出它越來越獨特的魅力。本論文對光參量振蕩器及其應用技術進行了研究，主要的研究工作包括以下幾個方面： 一、廣泛調(diào)研了國內(nèi)外中紅外光參量振蕩器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨向，明確了自身研究工作的重點和發(fā)展方向。 二、對光參量振蕩器中三波互作用的基本理論進行了分析，對其特性參數(shù)進行了計算，給出了光參量振蕩過程的模型和耦合波方程，并對非臨界相位匹配和準相位匹配理論作了介

3、紹。 三、對光參量振蕩器的增益、閾值、轉換效率、譜線寬度、熱效應等特性進了系統(tǒng)地分析，并分別給出了描述上述特性的簡單計算模型；同時，對光參量振蕩器設計中應該考慮的關鍵技術問題進行了分析和討論。為光參量振蕩器的方案設計和參數(shù)優(yōu)化提供了必要的理論依據(jù)。 四、對BBO、KTP、LiNbO<,3>、KTA、ZnGeP<,2>、AgGaS<,2>等多種主要的中紅外光參量振蕩器進行了系統(tǒng)地理論計算和分析，包括光學和相位匹配特性、調(diào)諧

4、特性、有效非線性系數(shù)、增益、走離角、參量允許角等。對BBO—OPO、KTP—OPO、LiNbO<,3>—OPO和：KTA—OPO開展了實驗研究，并對實驗結果進行了分析。對利用差頻(DFG)技術產(chǎn)生中紅激光進行了相關的理論計算分析，并對DFG的技術關鍵之一，用Nd:YAG激光器輸出1.444μm的激光，分別采用色散棱鏡法和兩鏡鍍膜直腔法進行了實驗研究，成功地獲得了Nd:YAG 1.444μm激光的高能量輸出。同時，采用直腔法還成功地獲得了

5、Nd:YAG 1.444μm激光的脈沖調(diào)Q輸出。 五、開展了光參量振蕩器在光腔衰蕩光譜法測量高反射率中的應用研究。設計并建立了1.315μm高反射率精密測量裝置，并對測量裝置的誤差、精度和可靠性進行了詳細地理論分析和實驗研究。同時還研制了3.8μm高反射率精密測量裝置，對測量裝置中的望遠鏡系統(tǒng)進行了理論設計和優(yōu)化，并用ZEMAX光學設計軟件對所設計的望遠鏡進行了分析和評價。 六、開展了光參量振蕩器在紅外對抗技術中的應用研