光学超晶格中多重准位相匹配技术的研究

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1、■，A■取；．¨l¨“勘引曩f∥．：^"”以珥j．，羞薹ll§豸0餐譬嚣醇¨戢。可，l气钮，．：口毒-■僻p}衄订瞳S∥n，，．、，，ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofPhilosophyDoctorSTUDYONMULTIPLEQUASI．．PHASEMATCHINGTECHNIQUESINOPTICALSUPERLATTICEAuthor：LUMINGSpecialty：NonlinearOpticsAdvisorI：Prof．XIAYUXINGAdvisor

2、II：Prof．CHENXIANFENGDepartmentofPhysicsShanghaiJiaoTongUniversityShanghai，P．R．ChinaMay，2009咎尸口、一l上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：诌蔼日期：z缈7年舀月&日譬垂，r。1。一'

3、静上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于，不保密酣(请在以上方框内打“√")学位论文作者签名：礁明特狮签名：顼红日期．驯7年石月叼日日期．2p刁年厶月罗日旁?IE海交通大号学位论釜答辩决议书、7上1呼人旭／＼。’-阻m^日，rrI／、．队lJlib

4、姓名路明学号0040729013所在光学学科答辩2009．6．8答辩物理楼五楼会议室指导教师l夏宇兴日期地点j’●光学超晶格中多重准位相匹配技术的研究论文题目l投票表决结果：f／，／r(同意票数／实到委员舭到委员数)答辩结论：吒缸口未通过；l：lji研究了其多重准位相匹配过程；将准位相匹配理论扩展到左手材料，分析了基于左手材料的二倍频的产{论文结构合理、条理清晰，研究结果具有一定创新性，表明路明同学已掌握相关领域较扎实的理论可良耻冲6月移日l职务姓名职称单位签名丁良恩教授华东师范大学物理系叮良艮主席答●辩刘丽英教授复旦大学信息学院翻和蘑委员委曹庄琪教授上海

5、交通大学吲庑咳委员员会陈险峰教授上海交通大学俐委员成员王长顺教授上海交通大学搬．委员茛签名委员胡晓讲师上海交通大学翻谢秘书1——●上海交通大学博士毕业论文摘要光学超晶格中多重准位相匹配技术的研究摘要本论文对基于光学超晶格的多重准位相匹配技术进行了理论分析和实验研究。提出了设计光学超晶格的一种新算法——自调整算法(Self—AdjustingMethod)，通过白调整算法设计出理想的非周期光学超晶格(AOS)和无周期光学超晶格(NOS)结构，通过满足多重准位相匹配过程，实现任意的二阶非线性过程，且转换效率达到理论最大值。基于周期为6．5肿的周期性极化铌酸锂(

6、PPLN)，通过实验验证了耦合四倍频效应中包含的多重准位相匹配过程，分析了耦合模式、偏振模式、匹配阶数对于四倍频效应转换效率的影响。最后，本文将准位相匹配原理扩展到左手材料，提出了新型的准位相匹配条件，并分别设计了基于左手材料和左手一右手混合材料的超晶格结构，以实现任意的二阶非线性过程。本论文首先从二阶非线性效应的耦合波方程出发，分析了耦合三倍频与耦合四倍频效应中包含的多重准位相匹配过程，推导并比较了耦合模式与级联模式下的转换效率，证明了可通过设计光学超晶格，满足多重准位相匹配条件，从而实现最高效的三倍频和四倍频效应，且得到了一些新的结论。基于周期为6．5

7、岬的PPLN，进行了四倍频效应的实验，验证了理论推算的结果，分析了不同耦合模式、偏振模式、上海交通大学博士毕业论文摘要匹配阶数下四倍频效应的转换效率，通过实验进一步完善了多重准位相匹配的理论。本论文提出了设计光学超晶格的一种新算法——自调整算法。对于预设的任意非线性光学过程，分析了其中的多重准位相匹配条件，将其等效为多波长二倍频过程，通过自调整算法进行优化。本文设计了不同结构的非周期及无周期光学超晶格以实现多波长二倍频、宽带倍频、多波长耦合三倍频、多波长耦合四倍频等非线性过程，且讨论了温度、入射角度、畴结构精度等误差对转换效率的影响。提出了多重准位相匹配“

8、理论最高效率和”的概念，以衡量算法的效率与精确度。理论推导与数值模