KTiOAsO_4晶体的生长缺陷研究

研究ＫＴｉＯＡｓＯ_４晶体的生长缺陷，对于改善它的性能和应用前景，有很大的意义．本文利用化学腐蚀光学显微术和同步辐射Ｘ射线形貌术研究了ＫＴｉＯＡｓＯ_４晶体的缺陷，实验结果表明，两种腐蚀剂对于显示ＫＴＡ晶体的表面缺陷效果显著，ＫＴＡ晶体中主要的缺陷有铁电畴、生长层、扇形界、位错和包裹物．讨论了这些缺陷形成的原因。

KTiOAsO_4晶体的生长和性质研究

本文报道了以熔盐法生长ＫＴｉＯＡｓＯ＿４（ＫＴＡ）晶体的结果，通过选择适当助熔剂体系及生长条件的研究，生长了优质ＫＴＡ晶体。测量了晶体的电学、非线性光学性质等。详细讨论了晶体的形态，并与ＫＴＰ晶体作了比较。

非线性光学晶体RbTiOAsO_4和KTiOAsO_4的角度调谐分析

利用Cauthy和Sellmeier方程,对0. 355μm、0. 532μm和1. 064μm作非线性光学晶体RbTiOAsO4 和KTiOAsO4 光参量激光器进行了数值模拟计算,得出了在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配下角度调谐曲线,获得的RbTiOAsO4 晶体是一种优质的近中红外透光波段的非线性晶体。

BaGa_(4)Se_(7)与KTiOAsO_(4)光参量振荡输出3.5μm激光性能对比

为对比新型非线性晶体BaGa_(4)Se_(7)(简称BGSe)和成熟商用非线性晶体KTiOAsO_(4)(简称KTA)所输出的中红外激光性能,使用1.06μm激光泵浦BGSe(56.3°,0°,type-Ⅰ)和KTA(90°,0°,type-Ⅱ-A)输出3.5μm激光。在泵浦光波长为1064 nm、脉宽为13 ns、光斑直径为4 mm、光参量振荡腔长为90 mm的条件下,实验测得KTA(L=20 mm)和BGSe(L=15 mm)的泵浦振荡阈值分别为52.6 mJ(理论值为46.11 mJ)和20.6 mJ(理论值为18.32 mJ);BGSe输出波长与温度的变化率Δλ_(2)/ΔT为3.20 nm/℃(理论值为2.49 nm/℃),KTA的Δλ_(2)/ΔT为0.073 nm/℃(理论值为0.077 nm/℃);实验测得BGSe的输出线宽为4.71 nm,KTA为2.45 nm。BGSe和KTA的泵浦阈值和温度调谐在理论和实验上吻合得较好,且结果表明:BGSe在这两个方面优于KTA;但KTA在输出窄线宽方面优于BGSe晶体。实验结果表明,BGSe是一种具有广泛应用前景的中远红外非线性晶体。

闲频光单谐振KTiOAsO_(4)涡旋光参量振荡器的研究

设计了一种由1μm涡旋光泵浦的闲频光单谐振KTiOAsO_(4)涡旋光参量振荡器,并基于该光参量振荡器在近/中红外波段实现了高光束质量、高能量、窄光谱带宽的涡旋光输出。选取不同曲率半径的输入镜和平面输出镜分别建立平平腔和平凹腔两种腔结构,基于所建结构可以控制泵浦光的轨道角动量(OAM)选择性地传递给输出的信号光或闲频光。当泵浦光最大能量为20.6 m J时,在近红外波段产生了3.04 m J的信号涡旋光(1.535μm),同时在中红外波段产生了0.82 m J的闲频涡旋光(3.468μm),它们对应的转换效率分别为28.21%和7.62%。基于泵浦光与谐振闲频光在两种腔型中的空间重叠效率,从理论上解释了泵浦光OAM的传递原理。测量得到输出信号光和闲频光的光谱带宽(半峰全宽)分别为λs=0.85 nm和λi=1.08 nm,其中闲频光在两个正交方向上的光束质量因子分别为Mx2≈2.1和My2≈2.2。

3.5μm KTiOAsO_(4)光参量振荡器温度调谐特性

对3.5μm KTiOAsO_(4)光参量振荡器(KTA-OPO)的温度调谐性能进行研究,仿真计算不同温度下KTA的相位匹配曲线,以及光束与z轴的夹角θ与调谐斜率的对应关系。仿真结果表明,随着θ值的增大,闲频光的峰值波长呈单调递增的趋势,调谐斜率呈单调递减的趋势,且I类相位匹配的调谐斜率普遍大于Ⅱ类。对于非临界相位匹配(NCPM)KTA-OPO,对其温度调谐性能进行理论和实验研究。实验结果表明,当温度从30℃升高到180℃时,在II类相位匹配的条件下,闲频光的峰值波长从3463nm移动到3474nm,调谐斜率为0.073nm/℃,理论上的调谐斜率为0.077nm/℃,实验与理论计算结果相符,说明非临界相位匹配KTA-OPO在不同温度下的中红外闲频光输出波长受到温度的影响小,环境适应性强。