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光子晶体是近年来出现的一种新型光学材料,是由高低折射率的介质周期性排列而成的人工结构,以光子禁带的存在为主要特征,具有能够抑制自发辐射和控制光传输等特性。本文以贵州省教育厅基金重点项目“光子晶体波长变换技术”为依托,对光子晶体光学频率变换及其测量技术的课题进行了研究。 本文在分析和研究光子晶体禁带特性的基础上,阐述了冲击波作用光子晶体实现光学频率变换的基本原理,详尽具体地分析了冲击波的速度、冲击波作用光子晶体的时间长短及禁带宽度对频率变化量的影响;利用此种技术产生了蓝光和黄光,通过模拟光子晶体受冲击波作用后的折射率的变化,针对波长为470nm的蓝光和波长为580nm的黄光,设定光子晶体的参数,研究了冲击波引起光子晶体带隙的变化,计算了需要的冲击波速度;利用冲击波作用含有缺陷的光子晶体实现了波长为630nm的红光到波长为600nm的红光的变换;细致深入地分析了影响输出光的中心波长和线宽的因素;设计了基于虚差拍原理和基于声光调制器的光混频技术的测量频率变换的光学测试系统。 最后就光子晶体光学频率变换及其测量技术的研究远景及目前存在的问题进行了讨论。光子晶体光学频率变换技术在获得各种相干光源具有重要的参考价值,测量频率变换的理论研究及测试系统的建立也具有重要的意义。