浅谈LBO晶体与非线性固体激光器的发展前景

大庆师范学院本科毕业论文（设计）

摘 要：非线性固体激光器是当前光学科学领域中讨论和研究的热点，非线性光学频率变换技术，可以把激光的频率扩展和变换。通过频率转换器件可以得到不同频率的高功率激光，波长范围可从红外到紫外。本文主要对LBO晶体的性质及非线性固体激光器应用发展情况作研讨。本文阐述了LBO晶体的主要性质、倍频、相位匹配以及非线性固体激光器的发展前景和趋势。 关键词：非线性固体激光器；LBO晶体；倍频。

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Abstract: Nonlinear solid laser is the current optical sciences in the discussion and the research hot spot. Nonlinear optical frequency conversion technology, can make the laser frequency extension and transformation. Through frequency conversion device can get various frequency high power laser, wavelength ranges from infrared to the ultraviolet. This paper mainly on the LBO crystal properties and nonlinear solid laser application development case study. This paper expounds the main properties of LBO crystal, frequency, phase matching and nonlinear solid laser development prospect and tendency.

Key word: Nonlinear solid laser; LBO crystal; Frequency doubling.

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目 录

摘要 ................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................... II 第一章 引言 ................................................................................................... 1 第二章 LBO晶体的研究背景与意义 ......................................................... 1 第三章 LBO晶体的介绍 ............................................................................. 1 3.1 LBO晶体的基本性质 ........................................................................... 1 3.2 LBO晶体的相位匹配性质 ................................................................... 3 3.3 LBO晶体的损伤阈值和倍频转换效率 ............................................... 3 3.4 LBO晶体的主要用途 ........................................................................... 4 第四章 非线性固体激光器的发展趋势 ...................................................... 5 4.1 非线性固体激光器的发展历程 ........................................................... 5 4.2 非线性固体激光器的应用 ................................................................... 5 4.3 非线性光学晶体的发展趋向 ............................................................... 6 第五章 结束语............................................................................................... 6 参考文献 ........................................................................................................... 7

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第一章 引言

随着世界光电领域科学研究的不断突破，“光电时代”的到来日益临近。非线性光学材料的研究和产业化成为当今的主题，竞争日趋激烈。在我国高技术研究发展计划项目中，也把光电子信息材料研制和产业化放在重要地位。中国科学院福建物质结构研究所研制成功的三硼酸锂（简称LBO），标志着我国在无机非线性光学材料方面处于世界领先的地位，引起了国内外科技界和光电子工业界的瞩目，为激光的发展和推动我国光电子技术的产业化作出了巨大贡献[1]。

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第二章 LBO晶体的研究背景与意义

三硼酸锂（LiB3O5，LBO）晶体是一种性能良好的非线性光学晶体 [2]。对于LBO晶体的电子结构和光学性质，在过去的30年里我们进行了大量研究。徐永年等人运用第一性原理计算出了电子结构和线性光学的性质；李荣等人采用DV-SCM-Xa方法对价带态密度进行了研究；林哲帅等通过第一性原理计算出了线性和非线性光学系数，并通过原子切断方法分析了不同原子对非线性效应的贡献[3]。

LiB3O5（LBO）晶体是我国陈创天研究组继β—BaB2O4（BBO）晶体之后发现的又一个著名的“中国牌”非线性光学晶体。它具备较大的非线性光学系数，具有很多优点，例如其透过波段宽、接收角宽、离散角小、激光损伤阈值高、机械和化学性能良好（不易潮解，硬度适中）等。其最大的优点是具有较高的激光损伤阈值并可以实现90°非临界相位匹配，可以得到较高的频率转换效率，并具备良好的输出稳定特性以及光速质量。因此，在近红外、可见光和紫外波段高功率脉冲激光的倍频、和频、参量震荡和放大器件以及腔内倍频器件等领域中具有广泛的应用前景[4]。

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