光子變頻器件與新型光子源的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本課題由國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金、山東省自然科學(xué)基金資助，課題從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究了光子變頻器件與新型光子源的設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。 理論分析方面 1、研究了周期極化晶體的隨機(jī)邊界偏差對(duì)準(zhǔn)相位匹配(Quasi-Phase-Match,QPM)單諧振參量振蕩器(SRO)的增益以及振蕩閾值的影響，提出了一種處理該問(wèn)題的合理的近似方法，推導(dǎo)出了準(zhǔn)相位匹配參量振蕩器的增益和閾值與隨機(jī)偏差比率的關(guān)系式，推得的公式與已經(jīng)發(fā)表

2、的經(jīng)驗(yàn)公式相吻合。分析結(jié)果表明：隨機(jī)周期長(zhǎng)度偏差對(duì)準(zhǔn)相位匹配單諧振參量振蕩器(QPM-SRO)的增益和閾值的影響要遠(yuǎn)比同樣大小的隨機(jī)占空比偏差來(lái)得大；QPM-SRO的增益與反轉(zhuǎn)疇個(gè)數(shù)的平方成正比，閾值與之成反比。 2、分析了變有效折射率和疇邊界隨機(jī)偏差對(duì)準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)中差頻轉(zhuǎn)換效率的影響。通過(guò)對(duì)波導(dǎo)中差頻耦合方程的簡(jiǎn)化，推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)換效率的解析表達(dá)式。分別考察了疇隨機(jī)邊界和有效折射率的四類(lèi)偏差情況對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響，結(jié)果表明，當(dāng)有效

3、折射率沿波導(dǎo)有規(guī)律地變化時(shí)，差頻的歸一化轉(zhuǎn)換效率^η顯著降低，且^η隨相位失配因子的變化曲線(xiàn)不再是sinc2函數(shù)，而是不規(guī)則的波浪線(xiàn)，這與體周期極化晶體(bulkperiodicallypoledcrystals)中的情況不同；隨機(jī)周期長(zhǎng)度偏差對(duì)準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)中差頻效率的影響要比隨機(jī)占空比偏差的影響來(lái)得大，這與單塊周期極化晶體中的情況類(lèi)似。 實(shí)驗(yàn)研究方面 1、設(shè)計(jì)了一種Nd:LiYF(Nd:YLF)為增益介質(zhì)、La3Ga