205～350nm紫外高功率可调谐激光的产生

以355nm的主被动锁模YAG激光器输出的皮秒单脉冲做为泵浦源,利用非线性激光晶体BBO的倍频调谐特性,将改进型的离散角补偿的双晶BBO晶体产生的参量光,采用双块BBO晶体把参量光倍频,即可得到调谐范围为205～350nm的紫外高功率激光输出.     

光学混频效应的理论探讨

以BBO晶体为冽,对光学混颊效应的稳态理论和瞬态理论进行了研究,讨论了泵浦光参数(光强、光波长、脉宽、发散角、线宽等)对光学混频效应的转换效率、脉宽及最佳晶体长度的影响。结果表明,为得到高的转换效率,应努力改善泵浦光束质量,使晶体长度处于最佳值,并注意适当选择泵浦光强、波长和脉宽。     

光学超晶格中涡旋光的产生与调控

携带轨道角动量的光束,又称为涡旋光,因其新奇的相位分布和物理特性,在光学微操控、超分辨成像、高容量光通信和量子信息技术等领域有重要的应用.涡旋光应用于不同场景需要不同的频率,使用基于准相位匹配原理的光学超晶格作为非线性转换晶体,是获得新频率光源的重要手段.涡旋光与介质的非线性相互作用,不仅要考虑常规的能量守恒和线性动量守恒,还需要关注轨道角动量的守恒问题.本文综述了光学超晶格中涡旋光产生和调控方面的研究进展.通过倍频、和频、三倍频和参量下转换等非线性频率转换过程,可以高效的将涡旋光的工作波长拓展到蓝紫直至中红外波段;通过光学超晶格倒格矢的精密设计,可以灵活调控涡旋光非线性频率转换过程中的轨道角动量转移等.基于非线性全息思想设计非线性光子晶体,可以在频率转换的同时调控光场的波前、相位和振幅等物理参量,从而实现涡旋光束的非线性产生;伴随着超晶格制备技术的突破,调控的维度也从二维拓展至三维.光学超晶格中涡旋光产生和调控的研究,可以加深对轨道角动量这一重要物理守恒量的理解,以及推动相关应用研究的进展.     

基于周期极化MgO∶LiNbO_3的4.0μm光学参量谐振腔的产生(英文)

推导出在掺杂摩尔分数为5%氧化镁的铌酸锂晶体中,非寻常光的温度依赖折射率公式.结果表明,室温条件下,当泵浦波长为1.064μm时,在周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体中,产生4.0μm波长所需要的光栅周期要比周期极化纯铌酸锂的小.当泵浦能量为220μJ时,光学参量谐振腔中信号光1.45μm处最大转换效率可达1.46%.实验证明,晶体的光栅周期和光学谐振腔的阈值泵浦能量分别与其相应的理论值基本吻合.     

温度调谐的周期极化掺氧化镁铌酸锂振荡器

对准相位匹配周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体的光学参量振荡器进行温度调谐实验研究,所用晶体的极化周期为30.5μm.以1.064μm的声光调QNd∶YAG激光器作为抽运源,将晶体温度控制在40～200℃,获得3.100～3.398μm的闲频光连续可调谐输出;当泵浦光功率为3.7 W时,获得输出功率约1 W的3.365μm闲频光输出,泵浦光-闲频光转换效率达27%.在谐振腔内还观察到其他激光输出,并对此进行理论分析.结果表明,它们分别是由信号光倍频、泵浦光与信号光和频,以及泵浦光与闲频光和频产生的.     

基于周期极化MgO:LiNbO3的4.0 μm光学参量谐振腔的产生

推导出在掺杂摩尔分数为5％氧化镁的铌酸锂晶体中，非寻常光的温度依赖折射率公式．结果表明，室温条件下，当泵浦波长为1．064μm时，在周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体中，产生4．0μm波长所需要的光栅周期要比周期极化纯铌酸锂的小，当泵浦能量为220μJ时，光学参量谐振腔中信号光1．45μm处最大转换效率可达1．46％．实验证明，晶体的光栅周期和光学谐振腔的闲值泵浦能量分别与其相应的理论值基本吻合．     

中红外LiNbO_3和KTP光参量振荡器的比较研究

为选择适合中红外光参量振荡器(OPO)的非线性晶体,研究了LiNbO_3和KTP光参量振荡器的特性,LiNbO_3OPO采用非共线泵浦、短波长信号波腔内完全谐振以及非谐振闲频波高耦合输出结构,可调谐范围为3.0～4.5μm,最高输出能量为12 mJ,能量转换效率为4.5％。由于KTP晶体在3.0～4.0 μm范围内吸收严重,非临界相位匹配的KTP OPO在3.3μm最高输出能量仅为2mJ,转换效率为1％。     

中红外LiNbO3和KTP光参量振荡器的比较研究

为选择适合中红外光参量振荡器(OPO)的非线性晶体，研究了LiNbO3和KIP光参量振荡器的特性。LiNbO3OPO采用非共线泵浦、短波长信号波腔内完全谐振以及非谐振闲频波高耦合输出结构，可调谐范围为3．0～4．5μm，最高输出能量为12mJ，能量转换效率为4．5％。由于KTP晶体在3．0～4．0μm范围内吸收严重，非临界相位匹配的KTP OPO在3．3μm最高输出能量仅为2mJ，转换效率为1％。     

准相位匹配技术的谐波加强效率研究

讨论了准相位匹配(QPM)技术中的非线性光频转换谐波振幅方程和谐波转换效率.从振幅耦合波基本方程出发,考虑QPM晶体的非线性极化率的周期性调制特点,推导出理想情况下的谐波振幅,以及畴反转结构存在误差时的谐波振幅方程.与双折射相位匹配技术相比,在QPM技术中若利用晶体中最大的非线性光学系数,则有较高的转换效率,对于KTP晶体,二次谐波转换效率比值可达到10.2,对于LiNbO3晶体转换效率比值可达到20.该理论研究定量说明在QPM技术中有较高的非线性光频转换效率.     

利用多通道的光学超晶格产生对纠缠的连续变量频率梳

提出了一种实验上可行的,通过光学谐振腔内多通道参量下转换过程直接产生多色连续变量对纠缠频率梳的方案,腔内增益介质为周期极化的准相位匹配的钽酸锂(LiTaO3)一维光学超晶格.通过连续变量纠缠判据证明了每个通道中产生的每对参量光之间是相互纠缠的.讨论了对纠缠频率梳的纠缠特性随系统参数的变化.此方案在量子通信网络中有着一定的应用前景.     

Design of Efficient Tunable Terahertz-Wave Parametric Oscillator

The terahertz(THz)region of the electromag-netic spectrum covers the frequency range from0·1THz to10·0THz(the wavelengthisinthe range30-3000μm),which is between the microwavesandinfrared regi mes.Recently,this range has beenextended to40-50THz.Sources in this region havefound many applications,such as THz spectroscopyfor studies of carrier dynamics andinter molecular dy-namicsin liquids[1].THz sources in this region havefound many applications,suchasin material sciences,solid state phys…     

Fizeau Interferometery for THz-Waves＇ Frequency and Intensity Measurement

A terahertz-wave generator based on optical parametric oscillator principle, detection based on combination of Fizeau wedged interferometer and an electro-optical crystal ZnTe has been studied. The analytical solution based on the basic principle of operation of solid wedge Fizeau interferometer has been realized. The mathematical calculations for THz frequency and intensity measurement dependent on wedge angle and fringe spacing have been considered. The efficiency of THz wave detection depends upon optimized wedge angle has been also realized. The feasibility of detection of THz waves＇ frequency and intensity by solid Fizeau interferometer （THz-waves＇ range of 1 - 3 THz） has been studied. By optimization of other parameters like thickness of Fizeau film, refractive index, material of Fizeau film, we can proceed towards the design of Fizeau interferometer for required research plans as it is a simple and inexpensive interferometer.     

Fizeau Interferometery for THz-Waves' Frequency and Intensity Measurement

A terahertz-wave generator based on optical parametric oscillator principle,detection based on combination of Fizeau wedged interferometer and an electro-optical crystal ZnTe has been studied.The analytical solution based on the basic principle of operation of solid wedge Fizeau interferometer has been realized.The mathematical calculations for THz frequency and intensity measurement dependent on wedge angle and fringe spacing have been considered.The efficiency of THz wave detection depends upon optimized wedge angle has been also realized.The feasibility of detection of THz waves' frequency and intensity by solid Fizeau interferometer(THz-waves' range of 1-3 THz)has been studied.By optimization of other parameters like thickness of Fizeau film,refractive index,material of Fizeau film,we can proceed towards the design of Fizeau interferometer for required research plans as it is a simple and inexpensive interferometer.     

三光子参量萤光过程的研究

本文分析了三光子非线性过程，给出了测试LiNbO3晶体三光子实验装置图和测试结果。并指出，测试结果与Sellmeier理论计算是一致的。     

复合周期光子晶体高阶带边模参量放大与压缩

为了在一维光子晶体中有效地实现光学参量过程,光波之间的Bloch位相匹配是一重要因素,而复合结构光子晶体的高阶带边模也可以同时满足位相匹配和频率匹配.利用一维传输矩阵方法,得到了复合周期结构的线性特征,结果表明:高阶带边模也具有很强的局域特性,从而预见高价带边模也能高效地实现参量放大.利用非线性时域有限差分(NFDTD)数值方法,模拟了一维复合周期结构光子晶体的参量放大过程,数值结果表明,在高阶带边模参与的情况下,信号波在放大的同时实现压缩,并且参量放大的阈值降低.由此可见,对于利用复合周期结构光子晶体实现的参量过程,能够有效利用的频率范围增加了.     

基于MgO：LiNbO_3晶体的THz波参量振荡器理论设计

基于晶格振动模受激电磁耦子散射过程的基本原理,对由MgO：LiNbO3（LN）晶体组成的THz波参量振荡器（TPO）的频率调谐特性、增益和吸收特性以及角度匹配方式等方面进行理论研究和分析。研究结果表明,基于MgO：LiNbO3晶体1对称性晶格振动的特点以及优良的非线性光学特性,通过采取适当提高泵浦光功率密度、缩短TPO谐振腔腔长、优化设计晶体尺寸、晶体输出端切角耦合（Angled Surface Coupler,ASC）等方法,完全可以实现LN-TPO的高性能运转。