可调谐宽带非共线飞秒光参量放大理论与实验研究

OPT OpenIR > 中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)

	可调谐宽带非共线飞秒光参量放大理论与实验研究
	侯米娜
学位类型	硕士
导师	刘红军
	2007-06-08
学位授予单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
学位专业	光学
关键词	非线性光学光参量放大参量超荧光飞秒激光技术
摘要	物理、化学、生物等许多前沿领域研究都需要有高能量、窄脉冲、可调谐光源，而飞秒光参量放大(OPA)正是实现这一目标的首选方法。因此本论文对基于单晶体的可调谐宽带非共线飞秒光参量放大(技术进行了系统的理论与实验研究。主要内容及创新点包括： 1)对基于BBO晶体的可调谐宽带非共线飞秒OPA进行了理论研究。首先，分析了光参量放大的物理过程、相位匹配原理及类型，并给出了I类相位匹配飞秒OPA实现宽带运转的条件、相位匹配角与非共线角随信号光波长的变化曲线以及针对不同厚度的BBO晶体在不同光强下的参量增益曲线等；其次，分析了空间走离效应和时间走离效应对飞秒OPA的影响；最后，给出了压缩器原理和白光超连续谱产生原理。 2)研究了一种基于单晶体的宽带可调谐飞秒激光OPA新技术，其二次谐波过程与参量放大过程发生在同一个非线性晶体中。利用激光系统输出的800nm光在BBO晶体内前220m发生倍频，倍频后中心波长为400nm的光作为抽运光与满足相位匹配角的信号光在剩余晶体内发生光参量作用。通过微调相位匹配角、白光与抽运光之间的时间延迟以及非共线角得到调谐范围为480nm-690nm的参量放大信号光脉冲调谐输出（同时产生的闲频光输出范围为950nm-2400nm）。放大信号光光谱带宽均在30nm以上，在505nm处光谱带宽达到45nm，可支持小于50fs的光脉冲，其单脉冲能量为5J，转换效率1.7%。实验获得的可调谐微焦能量的飞秒光脉冲将在物理、化学和生物等许多前沿领域研究中得到广泛应用，为非线性光学和超快时间分辨光谱测量提供重要的光源。 3)研究了一种基于单晶体的可调谐参量超荧光(PS)产生机理。利用激光系统输出的800nm光在BBO晶体内前220m发生倍频，倍频后的中心波长为400nm光作为抽运光与量子噪声在剩余晶体内发生光参量作用获得可调谐范围为480nm-530nm PS脉冲调谐输出。此外，利用了BBO晶体的放大传递函数模拟出PS产生过程。研究结果表明：在一个BBO晶体中，当抽运光源输出光入射晶体角度同时满足倍频相位匹配角和非共线光参量产生相位匹配角时可产生PS，通过微调相位匹配角可控制PS脉冲调谐输出。该理论和实验研究为控制参量超荧光和量子纠缠态的产生提供了理论依据，对于量子成像和量子通讯等领域的发展具有重要意义。
学科领域	光学
页数	61
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12028
专题	中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)
推荐引用方式 GB/T 7714	侯米娜. 可调谐宽带非共线飞秒光参量放大理论与实验研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所,2007.

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