BBO晶体Ⅰ类相位匹配从可见光到近红外光宽带参量放大的带宽研究

超快激光的应用,需要有高功率、窄脉宽和宽调谐的激光光源。飞秒光参量放大是产生可调谐、短至几个飞秒光脉冲的一种重要方法。为获得极窄的飞秒光脉冲,飞秒光参量放大器就应该有尽可能大的本征带宽。理论研究了BBO晶体在Ⅰ类非共线相位匹配条件下的宽带参量放大特性。将多色相位匹配技术应用于飞秒光参量放大,推导出信号光带角色散时的宽带运转条件。分别介绍了从可见光到近红外光选取合适的参数实现宽带运转的方法。基于400nm蓝光抽运的BBO晶体光参量放大器(OPA),系统地分析了非共线角和信号光角色散值对相位失配和参量带宽的影响。研究结果表明选取适当非共线角和在近红外光中引入适当的角色散可极大提高参量带宽。     

采用角谱色散补偿法的宽带三倍频方案分析

针对线性啁啾的宽频带激光,分析了采用角谱色散(ASD)方法实现Ⅰ/Ⅱ类角度失谐的KDP晶体三倍频方案,讨论了光栅角色散、入射基频光的光强、带宽以及晶体厚度对三倍频转换效率、脉冲波形和光谱分布的影响,并对采用角谱色散补偿法的宽带三倍频方案参数进行了优化.研究结果表明,采用ASD方法,不仅能有效地提高带宽较宽条件下三倍频光的转换效率,而且还可以使三倍频光脉宽和带宽明显变宽、脉冲波形和光谱分布变光滑.经方案优化后,当入射基频光带宽11.2nm、光强2-6GW/cm2时的三倍频光转换效率可达到60%左右,比不采用ASD时的三倍频光转换效率提高了40%左右.     

关于三棱镜最小偏角的研究

为了弄清楚三棱镜的角色散并且利用三棱镜来测定各种不同玻璃的折射率,常常需要知道三棱镜的最小偏角,在摄谱仪中也常将三棱镜安装在接近最小偏角的位置.针对在什么情况下偏角为最小,给出了严格的数学推导过程与证明.     

光栅放置误差的消除

做光栅实验时,难以检测光珊是否垂直于入射光放置．不垂直就形成误差．单侧明纹衍射角有一阶误差,双侧同级明纹衍射角的绝对值的平均值,可以消除一阶误差,但仍带二阶偏差．推介最小衍射角法,从多方面提高实验的精确度：（１）消除光栅放置的一、二阶误差;（２）观察到较高级次的明纹,从而减小估读引起的相对误差并提高明纹的角色散率和角分辨率;（３）明纹光强较大,条纹更尖锐,角分辨率更高,角位置读数角精密。     

衍射光学元件-波分复用角色散特性分析

解复用器件是波分复用(WDM)系统中的关键性器件。在设计二元光学器件波分复用器件中，需要对二元光学器件的角色散进行分析。利用相位二元化方程对衍射光学元件(DOE)角色散及角色散温变特性进行了分析，最终得到衍射光学元件色散特性的表达式，并同时给出了角色散的温度变化特性。采用此理论结果确定杨-顾算法目标值，设计了用于波分复用的二元光学器件。利用菲涅耳衍射对器件角色散特性及角色散热特性进行了仿真，仿真结果验证了理论的正确性。     

二维周期结构色散特性的矢量理论分析

在矢量衍射理论基础上给出了任意斜入射下二维周期结构(网格光栅)的角色散表达式。研究表明，二维周期结构的色散特性分析可以将一维光栅涵盖在其中。并阐述了(m，0)级和(0，n)级衍射波的角色散彼此不相关的独立性原理。     

基于DMD的外腔量子点激光器性能研究

为了取得更加完善的外腔量子点激光器(QDL)测试 数据,构建了基于数字微镜器件(DMD,digital micro-mirror device)的InAs/InP量子 点外腔QDL。测量了其 光谱特性以及调谐范围,得到了基于DMD的外腔QDL调谐范围和相应的模式变 化。在理论和实验上与基于光栅的外腔QDL性能进行了比较,得到了在角色 散和反射光谱中与光栅的区别,实现了将DMD应用于外腔QDL中而获得的一种 新方法。     

金属镜微腔发光方向性研究

在抛光的K9玻璃衬底上,制作了结构为玻璃/Ag(30 nm)/Alq(120 nm)/Ag(30 nm)的全金属镜微腔结构。研究了在不同探测角度下器件谐振模式的角色散效应及其光谱半高宽(FWHM)的变化特性。微腔器件的谐振模式随偏离角度的增加而蓝移,当角度从0°到60°时,发光峰值相应地从585.8 nm蓝移到546.6 nm,光谱FWHM从26.8 nm增大到36.6 nm。分析并解释了光谱展宽以及谐振模式角色散效应的原因,提出了抑制微腔器件角色散的方法。     

金属镜微腔发光方向性研究

在抛光的K9玻璃衬底上,制作了结构为玻璃/Ag(30 nm)/Alq(120 nm)/Ag(30 nm)的全金属镜微腔结构。研究了在不同探测角度下器件谐振模式的角色散效应及其光谱半高宽(FWHM)的变化特性。微腔器件的谐振模式随偏离角度的增加而蓝移,当角度从0°到60°时,发光峰值相应地从585.8 nm蓝移到546.6 nm,光谱FWHM从26.8 nm增大到36.6 nm。分析并解释了光谱展宽以及谐振模式角色散效应的原因,提出了抑制微腔器件角色散的方法。     

利用振幅关联函数研究超短脉冲中的时空耦合效应

提出了一种利用振幅关联函数来分析超短脉冲中时空耦合效应的方法。定义了振幅关联度和关联带宽来衡量时空耦合的严重程度。给出了不同空间啁啾程度的脉冲光束的时空分布图。采用振幅关联函数研究了超短脉冲中的一些振幅耦合效应,如由角色散元件引起的一阶空间啁啾和角色散效应以及由衍射引起的二阶空间啁啾效应,并给出了相应的振幅关联度的解析表达式。结果表明,由于宽带激光脉冲的衍射和折射与频率密切相关,导致其振幅关联度下降并出现时空耦合。具体地,角色散引起的空间啁啾将会随着传输距离的增大而减弱直至趋于一定值。另外,由自由空间衍射引起的二阶空间啁啾效应也会随着传输距离的增大而减弱。最后,由角色散元件引起的角色散效应并不会随着传输距离的变化而变化。