基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究

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1、工学硕士学位论文基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究杨莹哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号：O437.1工学硕士学位论文基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究硕士研究生：杨莹导师：张留洋申请学位级别：工学硕士学科、专业：光学工程所在单位：理学院答辩日期：2018年03月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：O437.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheoryofNoncollinearUltra-fastFrequencyDoublingBas

2、edonBBOCrystalCandidate：YangYingSupervisor：ZhangLiuYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：OpticsEngineeringDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究》，是本人在导师

3、指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：杨莹日期：2018年3月29日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学

4、位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密。(请在以上相应方框内打√)作者签名：杨莹日期：2018年3月29日导师签名：张留洋日期：2018年3月29日基于BBO晶体的非共线超快倍频特性的理论研究摘要固体超短脉冲激光器输出的波长大多处于近红外和红外波段，但是在光谱学、激光诱导核聚变、激光光刻等方面往往需要短波长的超短脉冲。短波长的超短脉冲通常需要通过频率变换来获得，

5、因此频率变换的研究尤为重要。超短脉冲的频率变换不同于连续激光的频率需要同时满足相位匹配和群速度匹配，使变换过程变的复杂。本文研究了非共线脉冲的倍频特性，给出其解析解，并分析其变化规律。主要内容有以下几个方面。本文首先简要的回顾了关于超短脉冲以及激光倍频的国内外研究现状，然后介绍了超短脉冲倍频的相关基本知识，其中包括瞬态耦合波方程、相位匹配、有效非线性系数、允许角度及线宽。根据倍频的基本理论，推导出Ⅰ型非共线倍频耦合波方程组，以及非共线相位匹配条件，并针对BBO晶体，数值求解了其相位匹配角；当泵浦脉冲为变换极限高斯脉冲时，获得耦合波方程组的小信号

6、解析解，分析发现：谐波脉冲中存在一定的展宽，展宽的大小与相互作用长度和走离长度有关；当相互作用长度小于晶体长度时，谐波脉冲为理想的高斯型；倍频光斑的空间分布与脉冲宽度有关，测量其光斑的空间分布，可以测量百飞秒脉冲的脉冲宽度。当泵浦脉冲为啁啾脉冲时，解为啁啾高斯脉冲，不同于其他倍频方式，啁啾的引入并不能用于脉冲的压缩；同时啁啾的引入对光斑的空间分布存在影响，通过分析能够准确测量脉冲的啁啾范围。本研究对超短脉冲倍频有一定的理论意义。关键词非线性光学；超短脉冲；非共线倍频ITheoryofNoncollinearUltra-fastFrequency

7、DoublingBasedonBBOCrystalAbstractTheoutputwavelengthsofsolidlaserarealmostintherangeofnear-infraredandinfrared.However,theapplicationinthefieldofspectroscopy,LaserinducednuclearfusionandLaserlithographyneedshortwavelengthlaserpulseswhichoftenobtainedbyfrequencyconversion.Soi

8、tismusttostudyfrequencyconversion.Thefrequencyconversionofultrashortpulsesd