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文献综述
作为20世纪最重要的发明之一,激光器对科学技术的发展产生了重大的影响 , 开创了很多新兴的领域 。
众所周知, 目前较成熟的半导体激光器主要工作在近红外波段 ,这就限制了它的应用范围, 特别是在激光显示这一领域的应用。
因此 ,需要使用非线性光学的频率转换技术将半导体激光器的输出从红外波段变换到可见光波段 。
实现有效非线性频率转换的相位匹配方法有两种 :双折射位相匹配(Bire-fringent Phase M atching , BPM )和准 位 相 匹 配(Quasi-Phase-Matching , QPM )。
双折射匹配理论是 1961 年由 Kleinman 等人提出的 ,它利用晶体的双折射特性, 以及不同的偏振态具有不同的传播速度 ,从而在某个特定的方向上实现位相匹配。
准位相匹配理论是 1962 年 Bloember- gen 等人和1963 年Franken and Ward 等人分别独立提出来的。
准位相匹配理论通过对晶体的非线性极化率的周期性调制来补偿非线性参量过程中因 色散引起的基波和谐波之间的位相失配 , 从而获得非线性光学效应的有效增强 。
准位相匹理论可以从以下两个方面来进行理解 ,以比较简单的二次谐波产生(Second Harmo nic Generation , SHG)过程为例:从实空间来看 ,由于材料固有的正常色散, 具有相同偏振态的基波的相速总是比二次谐波更快, 产生位相失配,能量在基波和谐波之间的传输每经过一个相干长度就改变一次方向, 以两倍于相干长度为周期振荡。
而在准位相匹配的条件下,晶体的非线性系数每经过一个相干长度改变一次符号, 同时也改变了能量流动的方向 ,使得能量能够持续地由基波流向二次谐波, 使得二次谐波强度得以持续提高。
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