《非线性光学频率变换及激光调谐技术》求取 ⇩

第一章非线性光学晶体中三波互作用的理论分析及计算1

1.1 非线性光学晶体的光学特性1

1.1.1 非线性光学晶体的光学分类1

1.1.2 单色平面波在非线性晶体中的传播1

1.2 几种典型的新型非线性晶体6

1.2.1 偏硼酸钡（β-BaB2O4,BBO）6

1.2.2 三硼酸锂（LiB3O3,LBO）11

1.2.3 钛氧磷酸钾（KTiOPO4,KTP）15

1.3 单轴晶体中三波互作用的相位匹配及非线性系数的计算20

1.3.1 相位匹配条件及角度相位匹配20

1.3.2 单轴晶体中光波的走离角24

1.3.3 单轴晶体中三波互作用角度相位匹配的允许角25

1.3.4 单轴晶体中的非临界相位匹配27

1.3.5 单轴晶体中三波互作用的有效非线性系数29

1.4 双轴晶体中的三波互作用相位匹配及非线性系数的计算32

1.4.1 双轴晶体中的三波互作用的相位匹配32

1.4.2 双轴晶体中三波互作用的有效非线性系数deff的计算35

1.4.3 典型双轴晶体中的三波互作用相位匹配及有效非线性系数的计算40

1.5 双轴晶体中三波互作用的允许参量计算43

1.5.1 小信号近似下双轴晶体中三波互作用允许参量的计算44

1.5.2 相位失配下三波互作用效率及允许参量的数值计算50

1.6 双轴晶体中光波的走离角及其对三波互作用的影响52

1.6.1 双轴晶体中光波走离角的计算53

1.6.2 双轴晶体中光波走离角对三波互作用的影响55

1.7 非线性晶体中热效应及对三波互作用的影响58

1.7.1 非线性晶体中的自热效应58

1.7.2 双轴晶体中的温度分布计算59

1.8.1 单轴晶体中的非共线相位匹配63

1.7.3 双轴晶体中温度分布对三波互作用的影响63

1.8 非线性晶体中的非共线相位匹配63

1.8.2 双轴晶体中的非共线相位匹配下的三波互作用67

第二章非线性光学混频理论69

2.1 非线性光学混频的耦合波方程69

2.1.1 三波互作用的稳态耦合波方程69

2.1.2 三波互作用的瞬态耦合波方程70

2.1.3 曼莱-罗威关系71

2.2 光学倍频及混频时的稳态小信号解72

2.3 三波互作用的稳态耦合波方程的一般解74

2.3.1 第Ⅰ类相位匹配的倍频解76

2.3.2 第Ⅱ类相位匹配正交耦合时的倍频解81

2.4 三维耦合波方程的倍频解89

2.5.1 外腔聚焦高斯光束的倍频91

2.5 外腔倍频理论及实验91

2.5.2 外腔倍频实例94

2.6 多模（混合模）光束倍频的理论基础——类高斯分布理论96

2.6.1 混合模的横向分布96

2.6.2 混合模光束的特性101

2.6.3 类高斯光束在均匀介质中的传播及变换101

2.6.4 混合模系数M的测量103

2.7 类高斯光束的倍频105

第三章倍频激光器理论及有关技术109

3.1 内腔倍频速率方程分析109

3.1.1 速率方程的建立109

3.1.2 速率方程的求解及结果分析112

3.2 基模倍频YAG激光器的设计及实验研究114

3.2.1 基模倍频YAG激光器中倍频器件的最佳运转115

3.2.2 基模倍频YAG激光器中声光调制器的最佳运转119

3.2.3 基模倍频YAG激光器谐振腔参数的选择120

3.2.4 内腔倍频激光器的最佳耦合输出122

3.2.5 基模倍频YAG激光器的稳定性分析125

3.2.6 基模倍频YAG激光器水冷系统的设计126

3.2.7 基模倍频YAG激光器的总体结构设计及实验结果127

3.3 高功率多模内腔倍频YAG激光器130

3.3.1 准连续泵浦提高倍频效率的原理130

3.3.2 准连续泵浦的热效应分析和实验132

3.4 主动锁模内腔倍频YAG激光器135

3.4.1 主动锁模内腔倍频YAG激光器的自洽135

3.4.2 主动锁模内腔倍频CW-Nd:YAG激光的速率方程138

3.4.3 主动锁模内腔倍频CW-Nd:YAG激光器的实验139

4.1.1 色散介质的群速141

4.1 色散介质的群速特性141

第四章超短脉冲的混频141

4.1.2 BBO晶体的实例143

4.2 超短脉冲的匹配条件及群速失配、群速色散的影响144

4.2.1 超短脉冲倍频的匹配条件144

4.2.2 超短脉冲倍频时的群速延迟145

4.2.3 群速失配对晶体长度的限制145

4.2.4 群速色散使脉冲的展宽146

4.3 超短脉冲的谐波产生146

4.3.1 超短脉冲的耦合波方程及其解146

4.3.2 聚焦超短脉冲的谐波产生154

4.3.3 第Ⅱ类匹配时超短脉冲的二次谐波产生155

4.3.4 超短脉冲混频的实例156

4.3.5 啁啾脉冲的谐波产生及自相位调制的影响156

4.4 超短脉冲的四波混频159

第五章光参量振荡器161

5.1 脉冲光参量振荡器特性分析162

5.1.1 光参量振荡器（OPO）的模型及耦合波方程162

5.1.2 长脉冲泵浦光参量振荡器的特性分析165

5.2 同步泵浦光参量振荡器170

5.2.1 同步泵浦单谐振OPO的模型及耦合波方程170

5.2.2 忽略脉冲走离及群速色散时的解172

5.2.3 脉冲走离效应的影响173

5.2.4 群速色散的影响及最后表达式174

5.2.5 同步泵浦OPO的特性分析175

5.3 光参量振荡器的转换效率及线宽特性177

5.3.1 三波的相对相位及失谐对OPO效率的影响177

5.3.2 OPO的谱线宽度182

5.4.1 BBO-OPO的新进展187

5.4 几种典型晶体的光参量振荡器187

5.4.2 LBO-OPO的新进展189

5.4.3 AgGaSe 2及AgGaS2-OPO的进展189

5.4.4 KTP及KTA-OPO的进展190

5.4.5 MgO:LiNbO3-OPO的特性分析193

5.4.6 MgO:LiNbO3晶体温度调谐单、双谐振OPO的实验研究201

5.5 光参量振荡器的发展趋向206

第六章染料可调谐激光器208

6.1 有机染料的物化性能及光谱特性208

6.1.1 有机染料的分子结构208

6.1.2 染料分子的能级结构209

6.1.3 染料分子的吸收与荧光光谱210

6.1.4 染料及溶剂的物化性能212

6.1.5 染料的能级结构和相应的时间参数213

6.1.6 染料激光的速率方程214

6.2 连续运转染料激光器216

6.2.1 连续波染料激光器的增益217

6.2.2 连续波染料激光器的腔型217

6.2.3 连续波染料激光器的波长测量219

6.3 脉冲染料激光器220

6.3.1 腔结构和工作原理220

6.3.2 脉冲染料激光器的振荡条件221

6.4 准连续运转染料激光器222

6.4.1 准连续染料激光的腔结构特性和输出参数222

6.4.2 准连续泵浦染料激光的速率方程及其特性分析223

6.4.3 染料激光谱线加宽与受激吸收截面230

6.4.4 染料激光输出的稳定性233

6.4.5 准连续染料激光在同位素分离方面的应用240

6.5 闪光灯泵浦的染料激光器241

6.6 染料激光器的锁模243

6.6.1 关于锁模的概述243

6.6.2 染料激光器的被动锁模244

6.6.3 染料激光器的同步泵浦锁模245

6.6.4 染料激光器的碰撞锁模246

6.6.5 色散对锁模染料激光器的影响247

第七章染料激光技术250

7.1 象散腔的计算与设计250

7.1.1 象散的产生250

7.1.2 象散的补偿251

7.1.3 稳区及腔内光束分布253

7.2 波长调谐元件——双折射滤光片的理论及设计256

7.2.1 BF单程透射公式257

7.2.2 单片BF的透射曲线260

7.2.3 组合BF的透射曲线261

7.2.4 BF的设计及其它用途263

7.3 波长调谐元件——光栅、棱镜及其它264

7.3.1 光栅——脉冲染料激光调谐元件264

7.3.2 棱镜266

7.3.3 F-P标准具267

7.4 染料循环技术269

7.4.1 染料溶液的循环270

7.4.2 染料喷嘴270

7.4.3 染料池271

7.5.2 纵模选定技术273

7.5.3 稳频技术273

7.5.1 横模选定技术273

7.5 染料激光器的选模与稳频技术273

第八章固体可调谐激光技术276

8.1 顺磁离子掺杂的固体激光材料概述276

8.1.1 Cr3+,V2+等离子掺杂的固体材料276

8.1.2 Ni2+,Co2+等离子掺杂的固体材料277

8.1.3 Ce3+离子掺杂的固体材料278

8.2 可调谐紫翠宝石激光器280

8.2.1 Cr:Be Al2O4的物理特性280

8.2.2 Cr:BeAl2O4的光学特性280

8.2.3 Cr:BeAl 2O4激光器280

8.3 可调谐镁橄榄石激光器285

8.3.1 Cr:Mg2SiO4的结构及发光机理285

8.3.2 Cr:Mg2SiO4激光器脉冲泵浦下的可调谐理论分析289

8.3.3 Cr:Mg2SiO4激光器输出基本特性分析290

8.3.4 Cr:Mg2SiO4激光器的实验研究293

8.4 可调谐Cr:LiSAF激光器295

8.4.2 可调谐Cr:LiSAF激光器296

8.4.1 Cr:LiSAF的特性296

8.5 色心激光器297

8.5.1 概述297

8.5.2 色心的能级结构及光学特性300

8.5.3 几种可作为激光激活介质的F类心303

8.5.4 几种较为重要的色心激光器简介303

8.5.5 LiF:F2,LiF:F？及LiF:F？色心激光器的特性及实验研究307

第九章掺钛蓝宝石激光调谐技术315

9.1 掺钛蓝宝石晶体的物理化学及光谱特性316

9.1.1 掺钛蓝宝石晶体的结构316

9.1.2 掺钛蓝宝石晶体的能级317

9.1.3 掺钛蓝宝石晶体的吸收光谱318

9.1.5 掺钛蓝宝石晶体的生长319

9.1.4 掺钛蓝宝石晶体的荧光光谱319

9.2 连续运转的掺钛蓝宝石激光器321

9.2.1 端泵浦连续运转Ti:S激光器的输出特性321

9.2.2 连续运转Ti:S激光器的谐振腔设计329

9.2.3 连续运转Ti:S激光器的实验实例334

9.3 准连续运转的掺钛蓝宝石激光器337

9.3.1 准连续运转Ti:S激光器的时间特性338

9.3.2 准连续运转Ti:S激光器的输出功率347

9.3.3 准连续运转Ti:S激光器的实验实例350

9.3.4 铜蒸气激光泵浦的Ti:S激光器353

9.4 脉冲运转的掺钛蓝宝石激光器354

9.4.1 脉冲运转Ti:S激光器的类型355

9.4.2 脉冲Ti:S激光器的动力学特性356

9.6 全固态掺钛蓝宝石激光器366

9.5 窄线宽及稳频的掺钛蓝宝石激光器366

9.7 超短脉冲掺钛蓝宝石可调谐激光器368

9.7.1 主动锁模Ti:S激光器368

9.7.2 可饱和吸收体被动锁模Ti:S激光器368

9.7.3 同步泵浦锁模Ti:S激光器370

9.7.4 辅助腔锁模Ti:S激光器370

9.7.5 微粒镜锁模的Ti:S激光器373

9.7.6 自锁模Ti:S激光器373

9.7.7 飞秒Ti:S激光的放大380

第十章其它激光调谐技术381

10.1 受激拉曼激光器381

10.1.1 非连续可调谐拉曼激光器381

10.1.2 连续可调谐激光泵浦的拉曼激光器381

10.1.3 自旋反转拉曼激光器382

10.2.1 光纤的拉曼光谱383

10.2 光纤拉曼激光器383

10.2.2 光纤的损耗特性384

10.2.3 拉曼增益和有效作用长度384

10.2.4 拉曼增益的非均匀性385

10.2.5 光纤的选择385

10.2.6 长光纤中皮秒脉冲的拉曼作用及群速色散效应386

10.2.7 光纤拉曼激光器386

10.3 可调谐高压红外激光器388

10.3.1 工作原理388

10.3.2 可调谐高压红外激光器392

10.4 准分子激光器394

10.4.1 准分子激光器的特点及工作原理395

10.4.2 几种主要的准分子激光器398

参考文献400