【摘要】：自从激光问世以来，光学的研究就迈入了一个崭新的时代。由于激光的单性及方向性好、强度高，所以它的出现为现代光学研究提供了有力的工具，极大地促进了非线性光学，量子光学的开展。而非线性光学是激光频率变换及非经典光场的产生的重要手段，是前沿光学研究的根底，所以我们需要对非线性光学过程中的经典及量子特性进行理论和实验方面的研究。本文中，我们分别研制了1.06μm的激光器和 1.5μm的低噪声激光光源，然后通过倍频过程分别产生了532nm和775nm的激光，同时对倍频过程中出现的非线性现象进行了理论和实验上的研究。在获得的775nm激光根底上，我们利用775nm 激光作为泵浦光通过光学参量过程获得了3.0±0.2dB的1.5μm连续变量压缩真空态光场。由于1.5μm是光纤通信最低损耗窗口，可以最大限度保存光场的量子特性，所以1.5μm的非经典光场对实用化量子通信系统具有重要价值。本学位论文围绕激光光源制备、倍频过程及光学参量过程进行了一系列理论和实验方面的研究，主要包括以下几方面的研究成果：(1)设计研制了一台激光二极管(LD)偏振光双端面泵浦的高功率全固态连续单频1.06μmNd:YVO4激光器。在设计中通过理论计算合理设计了含热透镜的激光谐振腔，实验上选择热效应更小的双端面泵浦方式。采用掺杂浓度为0.2%的Nd:YVO4复合晶体，在LD泵浦功率为50W时输出22W的连续单频1.06μm激光，相应的光光转化效率达46.3%；激光器在4小时内长期功率稳定性优于±0.7%；输出激光光束质量M21.05；激光的强度噪声和相位噪声在分析频率 5MHz处到达散粒噪声基准。(2)利用连续单频1.06μm激光通过周期极化PPKTP晶体外腔倍频过程产生53H无穷不确定系统鲁棒稳定
廖承志>hsk成绩
阳光的新生活2nm激光。我们设计了外腔倍频实验系统，在相位匹配条件下可以获得75%的倍频转化效率。在相位失配条件下观察到了级联二阶非线性效应，获得了非线性相移，同时在实验上观察到方波型和阶梯型自振荡。我们分析认为是由响应较慢的热致折射率改变和响应较快的非线性相移相互竞争产生，之后建立了相应的模型进行了理论计算，计算模拟结果与实验现象十分吻合。(3)制备了1.5μm及775nm高功率连续单频低噪声激光光源。实验中首先利用模清洁器对 1.5μm光纤激光器输出激光的噪声进行过滤获得低噪声的1.5μm连续单频激光，然后利用获得的1.5μm连续单频激光作为泵浦光源，通过准相位匹配晶体PPLN外腔谐振倍频过程获得775nm的高功率连续单频激光光源，当泵浦功率为770mW时,775nm 激光输出为552mW，最大倍频效率为72%。再通过过滤775nm激光噪声来获得满足实验要求的775nm高功率连续单频低噪声激光光源。其中,775nm激光在利用s偏振过滤后强度噪声在4MHz到达散粒噪声极限，而1.5μm激光在经过两级过滤后(p偏振)，强度噪声在5MHz 到达了散粒噪声极限，为后续实验提供了优质的光源。此外，对双端输出倍频腔腔型的倍频效率和输出功率进行了理论和实验研究，并在理论上分析了双端输出腔型下基频光与倍频光之间相对相位的变化对于输出倍频光功率的影响，通过控制相对相位可以获得高的倍频光输出功率，实验结果与理论分析根本吻合。(4)通过阈值以下I类简并光学参量过程获得了1.5μm连续变量压缩真空态光场。实验上我们利用
工效学前面制备的1.5μm和775nm高功率连续单频低噪声激光光源分别作为光学参量振荡器的探针光和泵浦光，获得了压缩度为3.0±0.2dB的1.5μm压缩真空态光场。参量振荡器采用双共振的两镜驻波腔，非线
性晶体采用准相位匹配PPLN晶体,775nm激光作为泵浦光。在以上研究内容中，具有创新性的工作有以下几个方面：1.实验研制了一台880nm直接泵浦的高功率全固态连续单频激光器，输出22W的连续单频1.06μm激光，光光转换效率达46.3%；激光器在4小时内的功率稳定性优于±0.7%；输出激光的光束质量M21.05。2.利用1.06μm连续单频激光通过外腔谐振高效倍频过程获得了532nm激光，在相位匹配情况下倍频效率可达75%。在相位失配时发生了级联二阶非线性过程，实验上观察到方波型和阶梯型自振荡，通过热致折射率改变和非线性相移相互竞争的理论模型成功解释了实验现象。3.ⅠⅠⅠ本论文购置请联系页眉网站。
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