斯托克斯光種子法固體相干反斯托克斯拉曼頻移器理論與實驗研究.pdf

1、近些年來,隨著激光技術和非線性變頻技術的發(fā)展,固體拉曼激光器已經成為該領域的研究熱點。通過晶體中的相干反斯托克斯拉曼散射可以產生高效的反斯托克斯光,完成頻率上轉換,產生相干光,可以拓寬相干光譜范圍。相干反斯托克斯拉曼散射產生的相干光在印刷、顯示、光信息存儲等方面有廣泛的應用,具有實用價值。本論文主要對斯托克斯光種子法固體相干反斯托克斯拉曼頻移器進行理論與實驗研究,探索損傷閾值高、增益系數大和結構簡單的相干反斯托克斯拉曼頻移器,以實現(xiàn)反斯

2、托克斯光的高效率轉化。
　　本論文首先對斯托克斯光種子法固體拉曼放大器及相干反斯托克斯拉曼激光器的研究現(xiàn)狀進行介紹。本文對PbWO4,SrWO4等常用的拉曼晶體的特性參數進行了調查研究,確定了各晶體的主折射率色散曲線,受激拉曼散射的拉曼頻移量和增益系數。并根據各晶體的參數,計算了PbWO4,SrWO4的非共線相位匹配角;對不同的偏振配置情況,計算了各拉曼晶體在拉曼共振四波混頻過程中的共線相位匹配角。
　　本文參考研究相關文獻

3、給出二階拉曼張量的概念及非線性極化率的概念。確定了拉曼張量元和入射光的偏振方向的關系。推導了晶體的拉曼張量和三階有效非線性極化率的關系,并通過拉曼張量來計算完全相位匹配下的共振拉曼四波混頻的三階有效非線性系數,并給出在三階有效非線性系數取極大值時的晶體的切割方向的計算方法。
　　對斯托克斯光種子法固體相干反斯托克斯拉曼散射的耦合波方程的數值模擬,理論分析了獲得高效的反斯托克斯光的實驗理論參數,同時設計了基于斯托克斯光種子法的固體相

4、干反斯托克斯拉曼頻移器的實驗方案。
　　通過研究組裝調試了電光調Q氙燈泵浦Nd:YAG激光器,給出此激光器的各項參數,得到了電光調Q氙燈泵浦Nd:YAG激光器相關實驗數據,實驗測得基頻光的輸出波長為1064 nm,輸出脈寬為28 ns。以此作為本論文實驗方案中的泵浦源,實驗研究了外腔式PbWO4拉曼激光器的輸出特性,測量了輸出的拉曼光脈沖能量與泵浦能量的關系,計算了轉換效率與泵浦能量的關系,分析了輸出的拉曼光脈沖波形圖。實驗中獲得

5、了6mJ的一階斯托克斯光最大輸出,最高轉換效率為13％。在泵浦能量為48 mJ時,測得的二階斯托克斯脈沖的最大能量為11 mJ,最大轉換效率為24%,包含一階斯托克斯脈沖在內的總的散射效率為34%。
　　對斯托克斯光種子法固體 PbWO4拉曼放大器進行實驗研究。以電光調 Q氙燈泵浦Nd:YAG激光器為泵浦,外腔式PbWO4拉曼激光器產生的拉曼光為斯托克斯種子光,實驗得到了斯托克斯種子光被放大,得到了研究了放大器的輸出特性,在泵浦能