周期極化晶體在光學(xué)參量變換和雙波長Q開關(guān)中的研究的開題報告

周期極化晶體在光學(xué)參量變換和雙波長Q開關(guān)中的研究的開題報告一、研究背景及意義周期極化晶體是一種非線性光學(xué)材料，具有在光學(xué)參量變換和光學(xué)非線性開關(guān)中應(yīng)用的潛力。其特點是在施加外電場時，非線性極化在空間上具有周期性分布。這種周期極化結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生周期性光學(xué)參量變化，如周期性相位匹配和周期性色散補償，從而使光學(xué)非線性效應(yīng)得到增強。在雙波長Q開關(guān)中，由于周期極化晶體在外電場作用下的周期性色散，可以實現(xiàn)對兩個不同波長的光進行選擇性放大或抑制，從而形成雙波長Q開關(guān)，用于光纖激光器等光學(xué)設(shè)備中的強耦合光斑調(diào)制。在光學(xué)參量變換中，周期極化晶體可以實現(xiàn)不同波長的光在非線性介質(zhì)中的相位匹配，從而實現(xiàn)相位匹配非線性光學(xué)效應(yīng)，如和頻和差頻產(chǎn)生器，通過將兩個不同波長的光進行混合，可以得到新的光學(xué)頻率輸出。因此，研究周期極化晶體在光學(xué)參量變換和雙波長Q開關(guān)中的應(yīng)用，具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。二、研究內(nèi)容本課題將研究周期極化晶體在光學(xué)參量變換和雙波長Q開關(guān)中的應(yīng)用，具體研究內(nèi)容包括：1.周期極化晶體的理論模型建立，基于周期性參量分布的非線性光學(xué)模型。2.周期性相位匹配和周期性色散補償?shù)膶嶒炑芯浚檎疫m合周期極化晶體的波長和有效區(qū)域。3.雙波長Q開關(guān)的實驗研究和參數(shù)測試，選取適合周期極化晶體的雙波長光源，探究周期極化晶體在雙波長Q開關(guān)中的應(yīng)用效果和參數(shù)變化。4.新型非線性光學(xué)器件的設(shè)計，基于周期極化晶體的理論模型和實驗結(jié)果，研究不同波長的光經(jīng)過周期極化晶體混合后的新型光頻輸出形式，包括和頻和差頻產(chǎn)生器。三、研究方法本課題主要采用理論模型和實驗研究相結(jié)合的方法。首先，建立適合周期極化晶體的周期性參量分布的非線性光學(xué)模型，研究其波長和有效區(qū)域的選擇。其次，利用實驗室現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計搭建周期極化晶體的實驗平臺，進行周期性相位匹配和周期性色散補償?shù)膶嶒炑芯?，查找適合周期極化晶體的波長和有效區(qū)域。再次，選擇適合周期極化晶體的雙波長光源，利用周期極化晶體實現(xiàn)雙波長Q開關(guān)，在實驗中對Q開關(guān)參數(shù)進行測試和分析。最后，基于周期極化晶體的理論模型和實驗結(jié)果，設(shè)計新型非線性光學(xué)器件，包括和頻和差頻產(chǎn)生器，并驗證其性能。四、預(yù)期成果1.建立適合周期極化晶體的非線性光學(xué)模型，分析周期極化晶體內(nèi)局部非線性極化的周期性分布特性。2.研究周期極化晶體在周期性相位匹配和周期性色散補償中的應(yīng)用效果。3.實現(xiàn)并優(yōu)化周期極化晶體的雙波長Q開關(guān)功能，并探究其參數(shù)變化特性。4.基于周期極化晶體的理論模型和實驗結(jié)果，設(shè)計新型的非線性光學(xué)器件，包括和頻和差頻產(chǎn)生器等，并驗證其性能。五、研究進展1.完成周期極化晶體的理論模型建立，分析其周期性參量分布的特征，探究不同波長光在周期極化晶體中的傳輸特性。2.建立周期極化晶體實驗平臺，進行周期性相位匹配和周期性色散補償?shù)膶嶒炑芯浚玫胶线m的波長和有效區(qū)域。3.實現(xiàn)周期極化晶體的雙波長Q開關(guān)功能，驗證其性能和參數(shù)特征。4.正在進行基于周期極化晶體的新型非線性光學(xué)器件的設(shè)計和驗證工作，預(yù)計在近期取得新的進展。六、研究展望本課題研究將對周期極化晶體在非線性光學(xué)器件中的應(yīng)用進行探