双轴晶体主平面上倍频的相位匹配参量

根据折射率椭球方程及双光轴晶体中光波的传播与偏振特性，分析双轴晶体在主平面内激光倍频相位匹配的特性与方法，导出光波在主平面上传播时倍频的相位失配关系；给出双轴晶体中容许相位匹配倍频的相位匹配角及混频的有效非线性系数deff的表达式。利用可相位匹配的类型、相位匹配角公式和有效非线性系数deff表达式的表，容易对任意一具体晶体在一给定波长求出实际能实现相位匹配的类型或偏振组合，算出相位匹配角，比较不同的相位匹配类型或偏振组合的有效非线性系数，选择最佳的相位匹配类型与方向。从相位失配关系可以计算晶体主平面内倍频的接收角、接收光谱宽度等特性参量。     

双轴晶体会聚偏光干涉的理论与实验研究

晶体会聚偏光干涉图包含了晶体特性的许多信息,建立偏光干涉图的定量分析方法可以使这些信息得到充分利用。基于双轴晶体折射时满足的波矢关系,导出了两折射光波相位差的精确计算公式。分析了光波在各界面折射时偏振态的变化,提出了会聚偏光干涉合成振幅的计算方法。针对任意取向的双轴晶体,计算了完整的偏光干涉图,反映了相位分布决定等色线、振幅分布决定消光影的规律。用数字图像模似了干涉图,并讨论了干涉图的变化情况。对4块不同取向的KTP晶片进行实验,实验干涉图与理论干涉图的特征完全一致,两者仔细对比可判断现有KTP晶体色散方程的优劣。     

双轴晶体中平面波解在主轴坐标系下的表达

在双轴晶体中,除光轴方向外,沿任一方向只存在2个具有不同偏振方向的平面波解,每个解有各自的传播常数。运用拉格朗日乘数法并借助双轴晶体的折射率椭球的概念,在主轴坐标系下求出双轴晶体的平面波解,得到每个解的空间色散关系,并从所得平面波解出发讨论平面波沿光轴方向传输的情况。最后将所得的结果运用到单轴晶体中检验其正确性。     

双轴晶体光学参量放大的研究

介绍了新近提出的光学啁啾脉冲参量放大技术,并以高增益、宽谱带的双轴非线性晶体LBO为例,研究了抽运光和信号光的相位匹配的关系、增益、增益带宽、匹配角的选择,以及增益随晶体长度变化的趋势和双曲正割和高斯脉冲输入非线性晶体前后变化的情况。     

晶体锥折射空心光束的位相差及偏振特性

根据双轴晶体内锥折射效应产生空心光环的基本原理,推导出空心光环上各点相对于光环最低点的位相差分布规律解析式.通过模拟得到了位相差分布规律,证明了光环上各点的偏振方向变化具有连续性.实验采用非偏振的He-Ne激光准直后经小孔光阑垂直照射KNbO3晶体获得了空心光束,对其偏振特性进行了测试,结果与理论分析相吻合,很好的验证了理论分析的正确性.     

Theoretical analysis of the second-harmonic light power in a biaxial crystal

Theoretical analyses are presented on the critically phase-matched second-harmonic generation （SHG） in a biaxial crystal with the focused fundamental Gaussian beams. The dependence of the second-harmonic light power on the phase matching conditions, focused geometries, walk-off effects, and absorptions are discussed in detail. Expressions are presented for calculating the light power of the types I and II SHGs in the biaxial crystal, applied to optimize the blue light generation with the LiB305 crystal. A maximum conversion efficiency of around 37% is obtained with 798-nm laser power of 500 mW.     

D-丙氨酸单晶低温变温光学性质的研究

用PEM-90光弹调制器和透射偏振光的方法,研究D-丙氨酸单晶结构低温变温光学性质的变化.D-丙氨酸单晶是双轴晶体,晶体各向异性,先测定劳埃像,结合D-丙氨酸晶体特征,确定晶面为[010]面.由于电弱力宇称不守恒,D-和L-丙氨基酸分子间存在宇称破缺能差,Salam预言在某临界温度(～250 K)下,D-氨基酸分子会发生二级相变.在218～290 K,通过原位测量D-丙氨酸晶体的旋光性质(I2f/Ide)随温度的变化,发现D-丙氨酸晶体在250 K左右有明显的旋光相变,与前期D-缬氨酸晶体低温相变结果相类似,从而为Salam预言的二级相变提供了佐证.     

双轴晶体光轴角的计算

通过坐标变换把折射率椭球方程x~2/n_1~2 y~2/n_2~2 z~2/n_3~2=1从主介电坐标系Oxyz转换到另一个新的坐标系Ox′y′z′中,这个新的坐标系Ox′y′z′可以通过将坐标系Oxyz绕原点旋转得到.只要使新的折射率椭球方程与x′y′平面的交线是一个圆,就可以确定z′轴就是晶体的光轴.由此得出了双轴晶体光轴角的计算公式.     

最优的双轴晶体非共线匹配频率升频转换效应

研究了双轴晶体的非共线相位匹配参量放大的升频转换效应.计算表明p,r,s三波位于同一子午平面上时是好的非共线匹配.选择适当的入射角α,所有光线的离散效应能够获得补偿,晶体的有效长度增加和能量转换效率能较大地提高.     

双轴晶体中光的波面的形状

利用数学软件Mathematica 5.2的三维参数作图法,用计算机画出了双轴晶体中光的波面的立体形象,并说明了它的一些特征.