导读:本文包含了光束转换论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:非线性频率转换,准相位匹配,轨道角动量,光学超晶格
光束转换论文文献综述
林众宇[1]（2019）在《携带轨道角动量光束的非线性频率转换研究》一文中研究指出近年来,对于相位、偏振等具有特殊分布形式结构光束的研究成为国际上的热点之一。1992年Allen等人提出了光束的轨道角动量独立于自旋角动量。携带轨道角动量光束,亦称光学涡旋光束;由于轨道角动量光束的动力学性质和量子性质,具有螺旋形相位波前带来中心相位奇点从而产生中空光强分布的这种旋转光束,其在微粒操控、高容量高速率的大规模光通信、量子信息处理、超分辨显微成像等许多领域具有重要潜在价值与应用,吸引了人们越来越多的关注与研究兴趣。携带轨道角动量的光束可以采取线性的方式,也可以采取非线性的方式进行调控。通过非线性频率转换,一方面可以拓展携带轨道角动量光束的工作波长;另一方面,在频率转换的过程中,基波光携带的轨道角动量会转移至谐波。特别的,对于频率上转换过程,可以在实现短波长激光输出的同时获得高阶轨道角动量。在本文中,我们使用光学超晶格作为非线性晶体,实现了高效的高拓扑荷数涡旋光束的倍频输出。分析、研究了倍频转换特性,重点关注了相位匹配条件和转换效率等。具体包括:1.绪论部分,简单回顾激光技术以及非线性光学的发展,介绍其与光学涡旋光束相关的背景、应用前景、研究意义以及面临的问题与关注的研究话题,携带轨道角动量光束的非线性频率转换方面的文献进展等。2.第二章主要介绍轨道角动量的基本特性,包括光子轨道角动量大小的推导、主要典型的光束加载轨道角动量方法与轨道角动量的检测等;介绍光学涡旋光束中具有代表性的基本光束LG光束的强度分布、波矢变化等性质,为后续进行携带轨道角动量的涡旋光束的非线性频率转换研究展开奠定基础。3.第叁章进行高拓扑荷数LG光束倍频特性的研究,采用非线性光学耦合波方程数值求解作为基本研究工具,基于1342nm声光调Q纳秒激光器,利用准相位匹配技术,在周期极化钽酸锂PPLT晶体上,通过一个单通过程实现较高效率较高拓扑荷数的倍频过程;并且发现LG光束倍频的最佳匹配温度漂移现象,进行相关分析解释,非线性过程是一个相位敏感的过程,通过简单的一个倍频过程,就能观察到LG光束倍频时的最佳匹配温度漂移,不论LG光束的径向参数束腰半径w0、径向阶数p带来的额外径向波矢,还是LG光束的角向量子数拓扑荷数l带来的额外角向波矢,都能导致横向波矢分量的产生,从而使纵向波矢改变,为我们在超晶格人工微结构的设计时,修正补偿新引入的相位失配提供帮助,使之动量守恒重新满足相位匹配条件,提高光学非线性转换效率。4.第四章基于非线性光学耦合波方程数值求解作为基本研究工具,进行完美涡旋倍频特性的理论研究,考虑LG光束倍频效率随拓扑荷数的增大而降低,而完美涡旋光束光强最大处距光斑中心半径wr大小不随拓扑荷值l变化,希望通过该特性进行完美涡旋光束的倍频,对比LG光束倍频,得到在某一特定条件下使得大于一定拓扑荷数后,完美涡旋光束的倍频效率将高于LG光束倍频效率的方案。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-20）
李长明[2]（2018）在《腔内光束耦合对耦合腔拉曼激光器转换效率的影响》一文中研究指出耦合腔式拉曼激光器的基频腔和拉曼腔相互嵌套,同时相对独立,拉曼腔相对于内腔式结构缩短,同样的时间可以多程往返获得高拉曼增益,并且可以压缩拉曼光的脉冲。对拉曼激光器理论方面的研究是基于辐射传输方程和激光器速率方程组的推导,现有的基于单模高斯光束近似的拉曼激光器理论模型可以很好的描述接近于单模运转的LD端面泵浦激光器的运转。但LD侧面泵浦系统的激光模式与LD端面泵浦系统不同,侧面泵浦的基频光往往是多模运转,而由于拉曼光束净化效应,拉曼光基本以单模运转。针对这一问题,本文建立LD侧面泵浦拉曼激光器理论模型,在该理论模型中,基频光考虑TEM00、TEM01*和TEM10叁个模式运转,假定泵浦光Top-Hat分布,推导出归一化的速率方程组,再进行建模编程,在不同归一化拉曼增益M和归一化反转粒子数N的情况下理论上模拟激光器的运转情况。实验方面,实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4内腔式主动调Q拉曼激光器,在泵浦功率为117.7W和脉冲重复率为15k Hz时,获得了最大功率输出为6.98W的拉曼光,从808nm泵浦光到1176nm拉曼光的光-光转换效率为5.93%。实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4主动调Q耦合腔式拉曼激光器,改变耦合镜的曲率半径,分别为:150、500、1000和3000mm,研究耦合镜曲率半径的改变对转换效率的影响,发现耦合镜曲率半径越大,阈值越高,转换效率越大,并且给出获得拉曼光最大平均输出功率时的脉冲波形,与理论模型一致。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-03-01）
冯利文[3]（2017）在《光学参量转换过程的光束相干合成研究》一文中研究指出光学参量振荡器(OPO)是非线性光学领域发展以来应用最为广泛的技术手段之一,其实质是光的二阶非线性效应。近些年,因OPO宽范围的波长调谐,简单的结构,较高的功率输出等优点已经被广泛应用于气体监测、遥感、医疗环保、自由空间光通信等领域,吸引了众多研究者的目光。但是由于非线性晶体以及所镀膜系损伤阚值的限制,现阶段单个运转的OPO的输出功率被限制在百瓦左右的水平。提高OPO的功率水平,是现阶段应用需求下光参量振荡过程发展的一个重要的研究方向。因此,针对OPO功率提升遇到的瓶颈,本文从理论上给出了一个可行的解决方案。相干合成技术被认为是一种在具有优良的光束质量的基础上有效地提高激光功率的方法。相干合成技术通过强制阵列中的所有激光器以相同频率和相位以使得光束在远场被相干迭加。对于一个由N个激光器组成的相干合成阵列,在远场的相干合成的峰值强度是单个激光器峰值强度的N2倍,这对于激光器功率的提升是极为有利的。到目前为止,相干合成技术已经成功应用于光纤激光器、板条激光器以及半导体激光器来实现高功率输出。因此在本文中提出了一种实现光参量过程的相干光束合成的可能方法。众所周知,若想实现相干光束合成,必须要解决两个最基本的问题:相位锁定和单纵模输出。而在光参量过程中,更困难的便是要在叁波混频的过程中锁定单个光波的相位。因此本文首先在理论上分别研究了相位匹配和准相位匹配两种情况下光学参量放大器内的相位演化规律。其结果表明,无论在哪种相位匹配条件下,强的泵浦光可以使得较高强度的注入信号光的相位锁定在初始注入值,同时,泵浦光的相位对注入信号光的相位锁定并不产生影响。但对于较弱的注入信号光,信号光和内部起振的闲频光之间的相位将会呈现混乱状态。通过数值分析进一步证明了得到的结论。但是同时发现,对于一般的光学参量放大过程,其转换效率非常低,这非常不利于在实验中实现光束相干合成。基于这种理解,我们设计新的具有适当强度种子光注入的单谐振环形光学参量振荡器,其能够满足得到的实现相位锁定的基本条件。数值研究结果表明,该光学参量振荡配置能够同时实现相位锁定以及高功率高转换效率输出,在该光学参量振荡器中,0.9W/cm2的注入信号光即可满足信号光和闲频光之间相差较大的条件从而实现相位的锁定输出,这就激发了可能的设计来实现光学参量过程的光束相干合成。此外,除了实现相位锁定之外,本文还分析了引起光参量过程中参量光线宽展宽的主要因素。具体来讲,泵浦光的线宽,泵浦光带来的高增益以及发散角等因素都会引起参量光的线宽展宽。但是发展至今,科研人员已经发明并实现了一系列的手段如在腔内插入色散元件、种子光注入等方法来实现光学参量振荡过程的窄线宽输出。因此,在本文中,相对于在光参量过程实现相位锁定,单纵模输出更像是一个技术问题而不是物理问题。进一步地研究表明,设计的单谐振环形光学参量振荡器通过种子光注入的手段可以同时实现频率的锁定。鉴于上述得到的结论,设计了实现光束相干合成的基本结构,同时证明了该结构的可行性。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2017-05-01）
吴政南[4]（2017）在《高功率半导体激光器光束整形与GaAs电池转换效率研究》一文中研究指出近几年来,激光无线能量传输作为一种新型的能量传输方式,以其方向性好,能量集中,与通信设备不发生干扰等优点而备受瞩目。特别是其接收设备具有体积小,质量轻的特点,被普遍认为是能为微小型飞行器实时提供能量、增加其续航能力的最佳选择。本文旨在对激光无线能量传输系统中半导体激光束的整形以及光强分布均匀性对光电池转换效率的影响进行研究。首先,通过对一种线阵半导体激光器输出的光束参数进行测量,采用数值模拟与实验测量相结合的方法,设计了两套光束整形光学系统,以获得光强均匀度不同的激光束。然后将不同光强均匀度的激光束分别照射GaAs电池表面,测得不同光强均匀度下GaAs电池转换效率的变化规律。最后,对激光束的整形、光电池的转换效率测量结果进行了分析和总结。主要工作包括:1、简单介绍光电池的工作原理。从能带结构,受激吸收理论,带隙结构来说明光电池的工作原理,并从理论上分析光电池p-n结的结构,指出最佳响应波长、截止波长存在的原因。2、介绍GaAs电池的性能及参数。通过性能参数的对比,展现GaAs电池的优点。通过对GaAs电池的等效模型的分析,揭示GaAs电池表面温度对其物理特性的影响,并从理论上说明入射激光光强均匀度对GaAs电池转换效率的影响。3、线阵半导体激光器光束整形系统的研究与设计。针对直接输出和光纤输出的线阵半导体激光,通过数值模拟搭建了两套光束整形系统。一种为光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,另一种为非球面镜光束整形系统,并对实际搭建系统进行了实验测量,分析了模拟仿真与实际搭建系统间产生差异的原因。4、研究了激光光强均匀度对GaAs电池转换效率的影响,基于GaAs电池的工作原理,利用等效电路对其在受到不同光强激光照射时的光电转换效率进行分析,并通过实验测量不同光强均匀度情况下GaAs串联电池组的光电转换效率。结果表明,光强均匀度对GaAs电池组的光电转换效率有很大影响。在极限条件下,由光强不匀均性引起的热斑效应还会造成电池片的损毁。该论文的研究结果对于提高激光无线能量传输的效率具有一定的理论意义和应用价值。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
邱启东,陈丽,何贤飞,胡义华,梁盈威[5]（2016）在《一种基于磁光调制的矢量光束转换系统设计》一文中研究指出提出一种基于磁光调制的新型转换方法,该方法利用磁光效应实现对入射光束偏振方向的调控,通过调节磁光调制装置的电信号的强弱,任意控制矢量光束的偏振方向。仿真分析表明,该方法能实现径向偏振光与角向偏振光之间的灵活转换。(本文来源于《光电子技术》期刊2016年01期）
李雄杰[6]（2015）在《基于非线性频率上转换的高斯光束调制方法研究》一文中研究指出量子网络信息处理基站需要同时处理多个波段的光子信息,而在传输过程中通常却选择在光纤中传播低损耗的近红外光,因而在量子网络中需要一种可以处理频率转换同时量子特性可以得到保持的技术,这就是非线性频率上转换技术。非线性频率上转换技术在红外探测、地对星通信、量子保密通信、光谱测量等方面的应用使其备受关注,采用高斯脉冲或者高斯光束的上转换可以有效提高上转换效率和降低暗计数,因而大多数频率上转换方案采用了横截面为高斯分布的高斯光束或者时域上为高斯分布的高斯脉冲光束。尽管高斯光束或者高斯脉冲相关的频率上转换实验进展常有报导,但是对于高斯光束或者高斯脉冲参与的上转换过程中的量子传递特性和光子数统计特性理论仍然有待完善,同时对于不同泵浦强度以及不同束腰等情况下的高斯光束调制方法还有待深入探究。本文在弱光非线性频率上转换的理论基础上开展了高斯脉冲光的转换效率变化和转换光子数比率变化分析以及时域同步的高斯脉冲量子特性保持特性分析、高斯光束以及拉盖尔-高斯光束的调制方法的研究。围绕不同强度、不同束腰、不同形状下的高斯脉冲光和高斯光束的频率上转换进行理论计算模拟,这对基于高斯光束频率转换的量子网络的构建和应用具有重要的参考价值。本文的主要研究内容和创新点如下：首先,我们基于弱光非线性频率上转换理论研究了高斯泵浦脉冲强度与转换效率时域上分布的关系,模拟计算了不同强度脉冲泵浦条件下的上转换过程的转换效率曲线,结果表明随泵浦光强的增强转换效率呈现周期性振荡变化。其次,我们基于量子叁波耦合方程探讨了信号光和泵浦光时域上分别为连续相干光场和高斯脉冲相干光场时的非线性频率上转换过程中的光子数量子统计分布的保持和传递特性。模拟结果脉冲模式的非线性频率上转换过程可以传递和保持入射的信号光子的光子数量子统计分布特性。第叁,我们提出一种有效的高斯光束调制方法,通过直接调节频率上转换过程中的泵浦光强度来快速实现。我们基于弱光频率上转换理论模拟计算了高斯光束的横截面转换效率和上转换光子数比率,同时我们也模拟了在不同泵浦束腰下的转换光子数比率,基于这些模拟结果,我们总结了基于上转换的高斯光束调制方法以及潜在的应用。最后,我们在上述基础上模拟了拉盖尔-高斯光的频率上转换,并和实验结果进行了对比,我们的理论模拟结果和实验结果完全符合。我们的结果对于探究弱光非线性作用过程和发展新型量子上转换器件和基于频率转换的量子操控器件有重要的参考意义(本文来源于《华东师范大学》期刊2015-05-20）
何贤飞[7]（2015）在《涡旋光束的拓扑数检测方法研究及转换设计》一文中研究指出涡旋光束是奇异光束中的一种,其光强呈环状分布,具有螺旋的波前结构和确定的轨道角动量特性。它所固有的这些特殊性质引起了学术界的高度关注,使其在诸如光学微操控技术、量子通信和信息传递领域等方面具有潜在应用价值,光学涡旋的研究已成为一个飞速发展的光学前沿热点。近几年,研究者们针对涡旋光的产生方法,拓扑数的测量技术等方面进行了深入的研究。本文的主要工作是：概述了涡旋光的发展史、现状及其应用,介绍了本文所用到的主要器件和软件。详细阐述了涡旋光的基本理论,列举了实验室中常用的几种产生涡旋光的方法,针对其产生的原理进行理论分析,并给出相应的仿真结果。详细阐述了本文所采用的产生涡旋光的方法一一基于空间光调制器的计算全息法,及计算全息图的制作方法,搭建出实验光路,并获得与理论相符实验结果。叙述了光学基本理论中的干涉和衍射理论,从而进一步描述了基于这两种理论而设计出的几种测量涡旋光拓扑电荷数的方法及装置。对目前常用测量涡旋光拓扑电荷数的圆环孔径衍射法、叁角形环孔衍射法进行了理论分析、光路设计及仿真,获得了与理论相符的结果。在以往研究者的工作基础上,提出了基于五角星环孔衍射法测量涡旋光拓扑电荷数,对该方法进行了理论推导,光路设计及仿真,仿真结果可用于判断拓扑电荷数。此外,对现有的杨氏双缝干涉法测量拓扑电荷数的装置提出了改善,设计中首次考虑了涡旋光束在传播过程中的等相位线畸变的影响,将马赫-曾德尔干涉仪与双缝干涉法结合,有效克服了等相位线畸变对观察效果的影响,通过对实验过程进行模拟仿真,得出的结果与理论相符,可实现对涡旋光拓扑电荷数的快速识别。设计了一种基于磁光效应的矢量偏振光束转换系统,可实现径向偏振光束与角向偏振光束的转换,对其磁光调制和矢量光束的基本理论进行了概述,设计了实验光路,并仿真出了实验效果图,为下一步实验提供参考。本文主要针对涡旋光的产生、其拓扑数的检测与其相互转换进行了系统的研究,提出了两种检测涡旋光拓扑数的方法,五角形孔径衍射法与基于马赫-曾德尔干涉仪的杨氏双缝干涉法,其中,在双缝干涉法中,仿真了相位畸变后的涡旋光的干涉条纹,这有助于预测实验室中可能得到的结果与现象分析。提出一种基于磁光调制的矢量光束转换系统,可快捷地实现角向偏振光与径向偏振光的转换。(本文来源于《广东工业大学》期刊2015-05-01）
赵卫林,张涛,孙健[8]（2012）在《PATB空叁工程向JX4光束法PBBA空叁工程等价转换的实现方法》一文中研究指出通过JX4光束法空叁软件和PATB空叁软件,介绍PATB空叁工程向JX4光束法空叁工程等价转换的实现方法,提高生产效率和成果精度。(本文来源于《第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选》期刊2012-10-13）
赵卫林,张涛,孙健[9]（2012）在《PATB空叁工程向JX4光束法PBBA空叁工程等价转换的实现方法》一文中研究指出通过JX4光束法空叁软件和PATB空叁软件,介绍PATB空叁工程向JX4光束法空叁工程等价转换的实现方法,提高生产效率和成果精度。(本文来源于《测绘通报》期刊2012年S1期）
马卫平,王丽[10]（2006）在《平顶高斯光束和高斯光束叁次谐波转换效率的特性比较》一文中研究指出对影响平顶高斯光束和高斯光束叁次谐波转换效率的泵浦光强度、偏振分量比、晶体长度和平顶高斯光束的阶数进行了分析和数值模拟.在类和(1)类相位匹配条件下,获得了平顶高斯光束叁次谐波通过非线性光学晶体CsLiB6O10时,转换效率分别为86.7%和96%大于高斯光束的叁次谐波效率72.6%和88%.(本文来源于《新疆大学学报(自然科学版)》期刊2006年02期）
光束转换论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
耦合腔式拉曼激光器的基频腔和拉曼腔相互嵌套,同时相对独立,拉曼腔相对于内腔式结构缩短,同样的时间可以多程往返获得高拉曼增益,并且可以压缩拉曼光的脉冲。对拉曼激光器理论方面的研究是基于辐射传输方程和激光器速率方程组的推导,现有的基于单模高斯光束近似的拉曼激光器理论模型可以很好的描述接近于单模运转的LD端面泵浦激光器的运转。但LD侧面泵浦系统的激光模式与LD端面泵浦系统不同,侧面泵浦的基频光往往是多模运转,而由于拉曼光束净化效应,拉曼光基本以单模运转。针对这一问题,本文建立LD侧面泵浦拉曼激光器理论模型,在该理论模型中,基频光考虑TEM00、TEM01*和TEM10叁个模式运转,假定泵浦光Top-Hat分布,推导出归一化的速率方程组,再进行建模编程,在不同归一化拉曼增益M和归一化反转粒子数N的情况下理论上模拟激光器的运转情况。实验方面,实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4内腔式主动调Q拉曼激光器,在泵浦功率为117.7W和脉冲重复率为15k Hz时,获得了最大功率输出为6.98W的拉曼光,从808nm泵浦光到1176nm拉曼光的光-光转换效率为5.93%。实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4主动调Q耦合腔式拉曼激光器,改变耦合镜的曲率半径,分别为:150、500、1000和3000mm,研究耦合镜曲率半径的改变对转换效率的影响,发现耦合镜曲率半径越大,阈值越高,转换效率越大,并且给出获得拉曼光最大平均输出功率时的脉冲波形,与理论模型一致。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光束转换论文参考文献
[1].林众宇.携带轨道角动量光束的非线性频率转换研究[D].南京大学.2019
[2].李长明.腔内光束耦合对耦合腔拉曼激光器转换效率的影响[D].长春理工大学.2018
[3].冯利文.光学参量转换过程的光束相干合成研究[D].中国工程物理研究院.2017
[4].吴政南.高功率半导体激光器光束整形与GaAs电池转换效率研究[D].南京航空航天大学.2017
[5].邱启东,陈丽,何贤飞,胡义华,梁盈威.一种基于磁光调制的矢量光束转换系统设计[J].光电子技术.2016
[6].李雄杰.基于非线性频率上转换的高斯光束调制方法研究[D].华东师范大学.2015
[7].何贤飞.涡旋光束的拓扑数检测方法研究及转换设计[D].广东工业大学.2015
[8].赵卫林,张涛,孙健.PATB空叁工程向JX4光束法PBBA空叁工程等价转换的实现方法[C].第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选.2012
[9].赵卫林,张涛,孙健.PATB空叁工程向JX4光束法PBBA空叁工程等价转换的实现方法[J].测绘通报.2012
[10].马卫平,王丽.平顶高斯光束和高斯光束叁次谐波转换效率的特性比较[J].新疆大学学报(自然科学版).2006