激光倍频技术与原理(编辑修改稿)

激光倍频技术与原理(编辑修改稿)内容摘要：

                       正 正正正1 正 单 轴 晶 体 类 基 频 光 取 光 偏 振 态 ， 倍 频 光 选 光 偏 振 态 要 求2222 () 21 ( )2eoo e o eooIIo o e mIImI I n no e ok k n ncckncn n ne            正正2 正 单 轴 晶 体 类 与 基 频 光 联 立 求 解 可 得167。  正单轴晶体的角度匹配 13 167。  角度匹配规律  在正常色散条件下， 倍频光总是取低折射率所对应的偏振态：  基频光不取或不单独取低折射率所对应的偏振态，总有取高折射率所对应的偏振态，这样就补偿了正常色散造成的 20dn nnd    0 22()()eeonneonn负 单 轴正 单 轴0k14 167。 双轴晶体的角度匹配  一般来讲，晶体的对称性越低，非线性率越大，倍频效率较高的 KTP就属于双轴晶体。 双轴晶体的折射率曲面是双层双叶曲面，不再以 Z轴为光轴， Z轴是两个光轴的角平分线，折射率也不仅是 的函数，也是 的函数  在双轴晶体中非光轴方向，中存在着两个相互正交的光电场 、 ,分别对应着双层双叶曲面的两个曲面 和 ，同样可以利用角度匹配的方法，也分为 I类（平行式）和 II类（正交式）匹配，即：  主轴折射率和色散公式确定以后，可采用计算机数值计算求解。 ( , )nn39。 39。 ( , )En 39。 39。 39。 39。 ( , )En39。 39。 39。 239。 39。 39。 39。 39。 ( , ) ( , )1 ( , ) ( , ) ( , )2I I I Im m m mI I I I I I I I I I I Im m m m m mnnn n n         15 167。  光孔效应和非临界相位匹配 光孔效应 非临界相位匹配 NCPM /s in ( 2 )e e e eIme k k ALa A tg e o LaLa I tg   负对 于 光 ， 其 波 矢 与 能 流 方 向 不 一 致 ， 即 ， 设 其 夹 角 为 , 对 于 光 束 直 径 为的 光 束 ， 经 过 的 距 离 后 ， 光 与 光 分 离 ， 为 走 离 角 ， 称 为 孔 径 长 度。 只 有 在 内 才 能 有 效 倍 频。 对 于 负 单 轴 类 相 位 匹 配 有 ：22( ) ( )sin( 2 )e m o o e mmn n k n nck               入 射 光 束 有 发 散 角 ， 偏 离 了 交 点 的 位 置 ， 使 得， 即级 数 展 开 做 近 似 有 ：2si n( 2 ) 00 / 2,90mmmoeoI n nC PMAN    为 消 除 光 孔 效 应 和 相 位 失 配 ， 必 须 使， ， 即 使 基 频 光 垂 直 光 轴 入 射。 对 于 负 单 类 ， 要 满 足 使 曲 线 在 处 相 切 ，一 般 采 用 控 制 温 度 的 方 法 实 现。 因 此 也 称 为温 度 匹 配。 16 167。  相位匹配的物理分析 20 ( )k n n n   基频光大量转换成倍频光， 非耗尽近似失效，波耦合方程。