LBO晶体用于宽带激光谐波转换的基本特性

实现宽带高功率钕玻璃激光高效谐波转换的关键在于选择合适的非线性晶体和技术。文中给出了波长为１．０５４μｍ的基波光脉冲在ＬＢＯ晶体中的各类倍频及三倍频相位匹配，着重分析了ＬＢＯ的光谱接受范围和角度接受范围。结果表明，采用成熟的谐波转换技术，选用ＬＢＯ晶体，可实现ｌｎｍ左右的宽带高功率激光的高效三倍频转换。

用KDP晶体串接增加THG接受带宽的研究

近年来，高功率宽带激光3次谐波转换技术倍受关注，其中晶体串接方案比较诱人，它无需对传统光路做大的改动，只需在原3次谐波转换系统后再串接一块KDP晶体即可实现。

神光Ⅱ第九路高通量三倍频实验

作为神光Ⅱ高功率激光装置多功能探针光束的第九路，已于2005年投入物理实验打靶使用，除了较好地完成了试运行任务外，还首次开展了高通量三倍频输出的实验研究工作。

精确测量若干种常用二极化χ^(2)光学晶体非线性折射率

采用光谱分辨的双光束耦合方法 ,精确测量了 KDP,KTP,PPLN,BBO,L BO及 Li IO3等常用χ 2 非线性光学晶体的非线性折射率 .实验测量工作使用 80 0

用光谱分辨的双光束耦合方法测量χ^((2)):χ^((2))级联非线性相移

针对重要的 χ( 2 ) :χ( 2 ) 级联非线性相移 ,在理论上论证了可以用光谱分辨的双光束耦合方法来测量 χ( 2 ) :χ( 2 ) 级联非线性相移 ,在实验上研究了飞秒时域级联非线性相移随波矢失配量的变化规律。这一新颖的测量方法灵敏度高、实际使用简单 ,应用低能量的飞秒激光振荡器 ,就能方便地测量微弱 χ( 2 ) 晶体的级联非线性相移。

有关光束质量的若干基本问题及其新进展

提出并研究了光束传输领域有待解决的三类基本问题：１）光束质量的定义及实际测量方法比较；２）任意光束经实际光学系统的传输；３）任意实际光束的非线性传输。主要着重于提出解决问题的方法，具体地以高斯随机变量模拟位相畸变，解析地分析了光束质量与位相畸变特征量间的关联；以按空间频谱展开方法，处理任意光束的非线性谐波转换过程。

波纹圆孔光栏的衍射及其设计

详细研究了波纹光栏（ｓｅｒｒａｔｅｄａｐｅｒｔｕｒｅ）的菲涅耳衍射特征，提出并论证了调幅型正弦波纹光栏能在较大的菲涅耳数范围内有效地抑制光束中央部分的衍射调制，并给出这类波纹光栏用于高功率激光系统的设计程序。

利用晶体串接实现宽带三次谐波转换

从耦合波方程出发,分别在小信号、高功率密度(1.5 GW/cm2)条件下研究了晶体串接三次谐波(THG)转换方案,并利用实验验证了该方案。实验观察到这种方案可以有效提高宽带激光三次谐波转换效率,但混频晶体之间的距离对宽带三次谐波转换效率影响明显。在1.5 GW/cm2平均功率密度下,实验中最佳距离25 mm处,对带宽3.5 nm的啁啾脉冲取得了19.75%的三倍频效率,这对于高功率激光宽带三次谐波转换的解决很有意义。

位相调制三倍频激光束聚焦特性的衍射模型

基于三次谐波转换过程中位相扰动的传输变换 ,理论上研究了非线性晶体表面周期性纹波对三倍频激光束聚焦特性的影响 ,建立了多级衍射模型。该理论模型能解析地分析多级衍射峰的强度分布及角度分布 。

高功率钕玻璃激光三倍频脉冲时间波形的研究

基于目前国内规模最大的激光驱动器———“神光Ⅱ”八路基频光已经实现功率平衡运行,通过改变其中若干路三倍频系统各调谐量的偏离,对输出三倍频波形进行束与束之间的横向对比研究.研究发现,对于Ⅱ类Ⅱ类偏振失配三倍频系统,在影响转换效率的三个调谐量中,偏振分配角失配Δθp对三倍频波形影响最大;在入射基频功率密度约为1.0GWcm2情况下,当三倍频系统三个调谐量都处在最佳匹配时,三倍频波形半峰全宽τ最小.研究工作为最终实现“神光Ⅱ”八路光束三倍频功率平衡输出提供了晶体调试的方法.

偏振分配角θ_p对高功率激光三倍频波形的影响

使用四阶龙格-库塔算法数值求解Ⅱ类-Ⅱ类偏振失配方案的三倍频稳态耦合波方程组.针对神光Ⅱ"激光驱动器的三倍频系统,在二倍频匹配角θd和三倍频匹配角tθ均处于最佳匹配情况下,以1°为单位改变偏振分配角pθ的偏离量,得到对应的三倍频波形特性的变化.研究表明,偏振分配角θp处于最佳理论匹配位时,对应的三倍频波形半峰全宽最窄,且波形上升沿抬起也最快;θp从最佳匹配位增加比从最佳匹配位减小对应的半峰全宽变宽更快,对应的上升沿抬起更慢.根据所得理论结果,在实验中调节偏振分配角θp,达到了改变三倍频输出波形特性,进而实现八路三倍频波形一致的目的.该研究结果对于更快地实现激光驱动器装置的功率平衡有一定的应用价值.

位相畸变光束的聚焦特性与光束质量

针对高斯型随机位相畸变，应用夫琅和费（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ）衍射积分研究了畸变光束的聚焦特性和光束质量Ｍ２因子，给出了它们随位相畸变特征量变化的近似分析和数值计算结果，可为高功率激光器的设计提供理论依据。

位相畸变激光束的谐波转换

首次在理论上研究了位相畸变激光束的谐波转换。从波动方程出发，应用空间频谱方法处理位相畸变光束的非线性耦合问题，建立了适用于位相畸变且空间光强不均匀光束的谐波转换的理论模型。