研究了非共线准相位匹配过程中,周期极化RbTiOAsO4晶体同时满足准相位匹配和群速匹配条件的非共线角和相应的极化周期随信号光波长的变化.分析了满足群速匹配条件时,非共线准相位匹配的调谐特性.数值模拟了增益带宽随非共线角、晶体温度和极化周期的变化关系.对比了群速匹配和最大增益带宽情况下,周期极化RbTiOAsO4晶体增益带宽与晶体温度之间的关系.

超快激光的应用, 需要有高功率、窄脉宽和宽调谐的激光光源。飞秒光参量放大是产生可调谐、短至几个飞秒光脉冲的一种重要方法。为获得极窄的飞秒光脉冲, 飞秒光参量放大器就应该有尽可能大的本征带宽。理论研究了BBO晶体在Ⅰ类非共线相位匹配条件下的宽带参量放大特性。将多色相位匹配技术应用于飞秒光参量放大, 推导出信号光带角色散时的宽带运转条件。分别介绍了从可见光到近红外光选取合适的参数实现宽带运转的方法。基于400 nm蓝光抽运的BBO晶体光参量放大器(OPA), 系统地分析了非共线角和信号光角色散值对相位失配和参量带宽的影响。研究结果表明选取适当非共线角和在近红外光中引入适当的角色散可极大提高参量带宽。

研究了周期性极化晶体非共线参量放大的群速匹配和群速色散。提出了估算光学参量放大(OPA)光谱带宽的一般性方法。光谱带宽由波矢失配中泰勒级数展开式的第一、第二项决定，当展开式中一级项为零时，三个非共线相互作用波是群速是匹配的，这时参量带宽由群速色散决定。选择合适的光栅周期，能获得调谐范围较宽的群速匹配脉冲参量放大，参量带宽与晶体长度、非共线角及群速色散有关。研究了增益带宽与晶体长度及抽运光强度的关系，也研究了离散角和有效非线性系数等。由于群速匹配，参量带宽很大，大大增加了最大有效长度和能量转换效率。

为了消除群速失配对飞秒光参量放大(OPA)的不利影响,描述了在Ⅱ类共线相位匹配的飞秒BBO光参量放大中,同时倾斜抽运光和信号光的脉冲波面完全补偿三波群速失配的方法。理论计算了三波群速匹配时,相位匹配角、抽运光和信号光的脉冲波面倾斜角随信号光波长的变化。并分析了三波群速匹配对抽运光光斑尺寸的要求和对参量带宽的影响。结果表明,利用该方法不仅能够完全补偿飞秒BBO光参量放大在连续调谐时三波的群速失配,而且能够实现最大的参量带宽。此外,选取合适的抽运光光斑尺寸对提高参量增益至关重要。

采用非临界相匹配方式,制成一台同步泵浦飞秒红外光参量振荡器。其输出波长的调谐是靠改变泵浦光掺钛蓝宝石激光器的输出波长而得以实现的,其调谐范围为1.08～1.13 μm。在90 fs, 1.1 W左右的掺钛蓝宝石激光器的泵浦下,同步泵浦光参量振荡器的输出功率为100 mW,而脉竟只有60 fs左右。