KTP晶體的周期極化特性研究.pdf

1、本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目.論文對(duì)準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的基本原理進(jìn)行了理論分析,同時(shí)對(duì)磷酸氧鈦鉀(KTP)晶體的周期極化特性及極化反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述和分析. 準(zhǔn)相位匹配技術(shù)是一種人為地在晶體上制備周期結(jié)構(gòu),使之滿足相位匹配條件,從而實(shí)現(xiàn)非線性頻率變換的技術(shù).KTP晶體具有良好的電光、壓電、熱電和非線性光學(xué)特性,尤其它的矯頑場(chǎng)電壓是鈮酸鋰晶體的十分之一,因此在準(zhǔn)相位匹配技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用. KTP晶體具有很高

2、的電導(dǎo)率,給利用外加電場(chǎng)法進(jìn)行周期極化反轉(zhuǎn)帶來(lái)困難.我們利用銣交換法降低KTP晶體表面的電導(dǎo)率,對(duì)其進(jìn)行極化反轉(zhuǎn),利用晶體的電光效應(yīng)對(duì)KTP晶體極化反轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控.本文的主要工作如下: 1、從麥克斯韋方程組及非線性極化的原理出發(fā),推導(dǎo)了介質(zhì)中三波互作用的耦合波方程,得到準(zhǔn)相位匹配倍頻轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算公式. 2、描述了鐵電體的主要概念,包括自發(fā)極化強(qiáng)度,熱電效應(yīng),壓電效應(yīng)等等,分析了鐵電體內(nèi)極化反轉(zhuǎn)的詳細(xì)過(guò)程,并從熱動(dòng)

3、力學(xué)的角度進(jìn)行了討論. 3、分析了KTlP晶體的介電特性、光學(xué)特性和光損傷特性等主要性質(zhì). 4、采用金屬電極和液體電極兩種實(shí)驗(yàn)方案,利用外加電場(chǎng)方法對(duì)KTF'晶體進(jìn)行了極化反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn). 5、對(duì)基于KTP晶體電光效應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控方案進(jìn)行了理論分析,并對(duì)KTP晶體的極化反轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控,得到了與理論分析吻合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果. 6、分析了用于周期極化KTP(PPKTP)倍頻的對(duì)稱共焦腔和三鏡折疊腔,并對(duì)優(yōu)化條件進(jìn)行