發(fā)布時間：2020-09-28 07:32

　　 KDP晶體是一種性能優(yōu)異的非線性晶體,被廣泛的應用于電光調制、激光的頻率轉換等方面。強激光作用會導致非線性吸收和自聚焦效應的產生,這在一定程度上不利于KDP晶體損傷閾值的提升。Z掃描方法具有操作簡單精度高的特點,是研究材料的非線性光學性質的一種方法。本文利用皮秒Z掃描技術研究了KDP和DKDP晶體的非線性吸收和非線性折射與樣品厚度和激光波長及能量的關系;對雜質離子引起的非線性吸收與晶體損傷之間的關系做了研究,同時也研究了泵浦光作用下KDP晶體的非線性光學效應,其主要研究工作和結果如下:(1)基于薄介質和厚介質的Z掃描理論,研究了樣品厚度、激光波長和光功率密度對KDP晶體非線性光學性質的影響。結果表明:在相同的光功率密度下,厚樣品表現出更強的非線性吸收和折射;短波長更容易誘導晶體非線性效應的產生,355nm和532nm波長KDP晶體表現出明顯的反飽和吸收和自聚焦效應,雙光子吸收是非線性吸收的主要機制;1064nm波長KDP晶體并未表現出非線性光學性質。(2)研究了KDP晶體中的雜質離子與非線性吸收和損傷閾值的關系,也對點籽晶法生長的KDP晶體不同生長部位和DKDP晶體中不同氘含量切割方向和對晶體非線性光學性質的影響進行了研究。結果表明:雜質離子含量越多KDP晶體的非線性吸收越明顯,相應的損傷閾值也更低;點籽晶法生長的KDP晶體其非線性光學性質:Z向大于Ⅱ類切割方向,柱面區(qū)大于錐面區(qū);DKDP中非線性光學性質隨著氘含量的增加而減小。(3)采用泵浦激光加載,研究了不同發(fā)次355nm納秒激光輻照對532nm皮秒激光作用KDP晶體的非線性光學性質的影響,同時研究了納秒-皮秒激光同步加載下KDP晶體的非線性。結果表明:隨著納秒激光輻照發(fā)次的增加和通量的增加,KDP晶體均表現出更強的非線性吸收,而非線性折射變化不明顯。
【學位單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O437
【部分圖文】：

緒論研究背景煤 、石油等化 石燃 料日益 匱 乏 的今 天 ，尋找一種 可再生能源 各 國 科 學 家 研 究 的 焦 點 。 其 中 激 光 慣 性 約 束 核 聚 變 (ICF)被 有 巨大潛力的 清潔 能源 供給方 式。高功率激 光裝置的 出現，驗 室中產生受 熱核 聚變 成為了 可 能[1]。慣性 約束 核聚 變的 科驅 動著各國在 聚變 能源 的研究 領 域競相角逐 ，很多國家 都相 大型的激光聚 變驅 動裝 置。例如 美 國的 “國家點 火裝置 (NIF)設 的“兆焦 耳激 光 裝置（LMJ）”以及我國 的“神光Ⅲ主機 裝置 前 ， 對 于 ICF 的 研 究 仍 然 是 美 國 居 于 世 界 前 列 ， 其 NIF 光 共有 192 路 光束，KDP 和 DKDP 晶體的位置如 圖 1-1 所示。

西南科技大學碩士研究生學位論文 第 3頁 室 溫 下 DKDP 具 有 四 方 相 和 單 斜 相 兩 種 晶 型 ， 由 于 單 斜 相 不 具 備 實 用 價 值 ， 所 以 通 常 所 說 的 DKDP 為 四 方 晶 系 的 晶 。KDP 晶 體是 一種 以離 子鍵 為主的 多鍵 型晶 體 ，同時 包 括 氫 鍵 ，晶胞結 構如 圖 1-2(b)所示 。KDP 晶體 的 每 個單胞中 有四可以 理解 為由 兩套相互穿 插 的 PO4四面體體 心格子和兩套相 K+體 心 格 子 組 成 ， 每 個 K 原 子 周 圍 有 8 個 氧 原 子 。 P 原 子 間 以共價鍵的 形式 組 合 成 PO4基團 ，每個 P 原子 被近 似位 于 角 的 四 個 氧 原 子 包 圍 ， 每 個 PO4四 面 體 中 的 O 通 過 氫 鍵 與 的 PO4四面 體中的 O 相連 ，氫鍵幾乎與 C 軸垂直。

圖 1-3 Z 掃 描 原 理 圖Fig.1-3 The schematic graphic of Z-scan technology 國 的 Von Stryland 小 組 提 出 了 一 種 新 的 非 線 Z 掃描方 法[48]，如圖 1-3 所示，它是建 立在的 ，利用光束 的橫 向效 應測量 非 線性效應 。這焦光束 的焦 點附 近不同 位 置的透過率變化 ，經到材料 的非 線性 吸收系 數 和折射率 。對于 同時吸收以 及自 聚焦 或散焦 效 應的材料 ，此方 法不極 化率 的 實部 （折 射） 和虛部 （吸 收 ），還 可正負和 吸收 類型。因此 ，該技術自 提出 以后被的非線 性光 學效 應和非 線 性參量的測量 。實驗經分光 鏡分 為兩 束，透射 光經 聚焦 透鏡會聚 于用能 量探 頭探 測激 光 的 能 量；對 于反 射光 直接個 探頭 探測的能量 作 比值 ，通過樣品 的移動就變化的 關系 ，最后經 理 論 擬合就可得到 材料 的

【參考文獻】

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1 陳鑫;趙倩倩;王曉春;陳軍;巨新;;Linear optical properties of defective KDP with oxygen vacancy: First-principles calculations[J];Chinese Physics B;2015年07期

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本文編號：2828513