论文摘要
激光倍频技术是非线性光学领域的重要研究方向,随着激光技术的应用和发展,倍频技术被广泛应用于固态激光器等非线性器件。由于超晶格结构的钽酸锂晶体具有较高非线性效率,而且具有良好的机械、物理性能以及成本低、体积小等优点,故其在绿光固态激光器领域的应用是目前重要的研究热点。钽酸锂晶体(LiTaO3)属于铁电相晶体,晶体结构与铌酸锂相同,具有良好的压电、铁电、声光与电光效应。其非线性系数小于铌酸锂晶体,但是具有比铌酸锂更高的热导率、光伤阂值,因而可以避免/减小晶体在高温及高功率场合下出现相位失配。除此之外,相比于铌酸锂晶体,钽酸锂晶体具有更宽的透光范围,更低的矫顽场,因而具有更大的周期反转厚度与通光口径,在中红外领域有很大的研究价值与应用前景。本文采用的样品为近化学计量比钽酸锂晶体。在同成分配比的熔融成分中生长出来的晶体的成分配比会偏离化学计量比,形成“富钽缺锂”的非化学计量比晶体,造成组酸锂晶体的非线性性能损失,产生如光损伤阈值降低、矫顽电场升高等现象,严重影响周期极化非线性光学材料的制备。近化学计量比钽酸锂的Li/Ta比接近化学计量比,有效的消除了晶体中的锂空位以及反位钽等本征缺陷,提高了晶体的非线性性能。另外通过向样品中掺杂Mg元素,使得晶体的矫顽电场大大降低,周期极化畴反转的加工精度大幅提高。近年来,飞秒激光微纳加工作为一种高效的三维波导微加工技术逐渐发展起来。飞秒激光刻写工艺与金属扩散、质子交换、离子注入等传统的波导制作工艺相比,具有制作工艺简单,制作周期短,制作成本低等优点。光束通过适当处理后经过显微物镜聚焦于光学材料内部,一般来说焦点位置光强呈高斯分布,中心处光强最强,故而只有焦点中心区域产生多光子电离,其他区域不发生变化,通过扫描光束或者移动样品,可完成对材料的三维微加工。另外,由于飞秒激光加工过程中的非线性吸收作用与材料本身无关,这使得飞秒直写方法制备光波导对衬底的选择性大大降低。本文主要研究飞秒激光直写周期极化钽酸锂晶体的非线性性能。我们用飞秒激光加工的方式在钽酸锂样品中刻写了包层结构,通过分析波导的倍频光输出功率,我们发现包层结构较为完整的保留了晶体的非线性性质。通过对样品进行端面耦合以及温度调谐成功实现了532nm二次谐波的输出。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 张欣桐
导师: 王磊
关键词: 钽酸锂,飞秒激光,二次谐波
来源: 山东大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技
专业: 物理学,物理学,化学,无线电电子学
单位: 山东大学
基金: 国家自然科学基金项目:11874239
分类号: TN24;O734
总页数: 69
文件大小: 5234K
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