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光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator,简称OPO)具有可调谐的优点,且其调谐范围可从紫外到远红外,弥补了普通激光器只能输出一种波长激光的缺点,是获得宽带可调谐、高相干辐射光源和新波段激光系统的重要途径,具有很高的应用价值。尤其是近年来,随着一批新型非线性光学晶体的出现以及光学频率转换技术的日益成熟,光学参量振荡技术取得了突破性的进展,广泛应用于环境监测、材料处理、数据通信、光电测量、激光测距及激光雷达等领域。因此,光学参量振荡器以其优良的特性,引起了研究人员的关注,成为人们研究的热点。本文对光学参量振荡获得1.57μm及2.12μm近红外激光进行了理论分析及实验研究。研究的内容主要包括以下几个方面:
⑴介绍光学参量振荡器的特点与发展概况、近红外光学参量振荡器的应用及研究现状。
⑵从三波互作用的耦合波方程出发,对光学参量振荡器的理论进行分析研究;对参量振荡的增益、泵浦阈值、转换效率及谱宽等主要特性参数进行全面深入的分析。
⑶系统描述激光晶体Nd:YAG和Nd:YAP以及非线性晶体KTP的物理特性,着重分析KTP晶体的相位匹配情况。
⑷实验研究了在氙灯泵浦、电光调Q的1.064μmNd:YAG激光腔内,内腔式1.57μm及2.12μm KTP-OPO系统的运转,对比了不同腔长及耦合输出透过率下内腔式OPO系统的输出情况。
⑸对1.3414μm激光泵浦KTP-OPO系统进行理论分析,实验研究了LD泵浦1.3414μm Nd:YAP激光器的性能,为下一步以其作为泵浦源进行光学参量振荡研究作先期的准备工作。