导读:本文包含了晶体空间论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:晶体,空间,参量,激光器,产生器,载频,结构。
晶体空间论文文献综述
饶翔,卢贵武[1]（2019）在《关于晶体空间群性质的证明的一个注记》一文中研究指出本文指出了《群论及其在固体物理中的应用》一书中关于晶体空间群性质的证明中存在的一个错误,并给出了一个严格的证明.(本文来源于《大学物理》期刊2019年11期）
臧婕[2]（2019）在《太赫兹参量源空间强度分布与KTA晶体Stokes参量振荡器的研究》一文中研究指出近些年来,太赫兹波被广泛应用到反恐安检、食品和药品检验、医学成像等领域,太赫兹辐射源的研究也引起了人们的重点关注,对太赫兹波辐射源的研究也变得越发的重要。基于非线性晶体频率转化的太赫兹波参量源,具有可调谐范围广、峰值功率高、可以在室温下工作、时间和空间相干性好、操作简单、结构紧凑等特点,因而得到了广泛的研究。太赫兹波参量源的原理是受激电磁耦子散射,当具有一定强度的激光入射到同时具有红外活性和拉曼活性的横向光学(transverse optical,TO)声子模的非线性晶体中,激光与该横向光学声子模相互耦合,产生斯托克斯(Stokes)光子和电磁耦子(Polariton),电磁耦子在小波矢处可以产生太赫兹波辐射。因为太赫兹波的折射率和色散较大,所以太赫兹波参量源采用非共线相位匹配,改变非共线相位匹配角度可以获得不同波长的Stokes激光和不同频率的太赫兹波输出,因此,太赫兹波参量源可以用于产生可调谐的太赫兹辐射波和可调谐的近红外Stokes光。能够产生受激电磁耦子散射的晶体必须同时具有红外活性和拉曼活性,目前已知的可发生受激电磁耦子散射的晶体种类较少,最为常用的太赫兹波参量源介质是铌酸锂(LiNbO3)晶体,对基于LiNb03晶体的太赫兹波参量源的太赫兹波输出能量和频率特性研究有很多。近年来,其它新型太赫兹参量源晶体也开始进入人们的视野,例如:磷酸钛氧钾晶体(KTiPO4,KTP)和砷酸钛氧钾晶体(KTiOAsO4,KTA)。但是已报道的新型晶体太赫兹波参量源的研究数量有限,对新型晶体可调谐Stokes激光特性的研究尚不完善,对KTA晶体中参与受激电磁耦子散射的TO声子模的红外强度和介电常数的研究更是缺乏。本文对基于KTA晶体的Stokes参量振荡器的Stokes激光的调谐特性进行了实验研究,并对KTA晶体的介电常数进行了计算。耦合波方程是定量分析受激电磁耦子散射特性的常用工具,散射过程中叁波通过非线性极化相互耦合,实现叁波混频,同时,非线性极化强度又受到TO声子模的影响,因此,研究受激电磁耦子散射的非线性极化强度对于求解耦合波方程、阐述光波与TO声子模之间的作用机制具有重要的意义。此前对受激电磁耦子散射的耦合波理论研究都是建立在忽略非共线导致的太赫兹波的走离、忽略泵浦消耗的小信号近似下,对太赫兹波和Stokes光的小信号增益特性进行了描述。随着高峰值功率激光技术、新型晶体材料和太赫兹探测器件的快速发展,太赫兹参量源取得了巨大的进步,转化效率也得到了大幅提升,已有小信号增益不再适合描述高转化效率的太赫兹波参量源。而且已有理论没有考虑非共线相位匹配条件下的太赫兹波的走离,所以没有研究过非共线相位匹配对太赫兹参量源的空间强度分布的影响。本文对高转化效率下的种子注入式太赫兹参量产生器(injection seed terahertz parametric generation,is-TPG)的空间强度分布进行了数值计算和实验探究,并利用数值仿真结果对is-TPG的参数进行了优化。具体研究内容如下:1.对基于KTA晶体的可调谐Stokes激光进行了研究。首先,利用基于KTA晶体的Stokes参量振荡器实现了可调谐Stokes激光的输出,对Stokes光的波长调谐特性、能量调谐特性进行了实验探究。当泵浦光与Stokes光的夹角从1.875°变化到6.500°时,获得了 1077.9 nm到1088.4 nm的可调谐近红外Stokes激光,最大输出能量33.9 mJ,波长1078.6 nm。同时发现了 Stokes光调谐过程中出现了 1079.0 nm-1080.1 nm、1080.8 nm-1082.8 nm、1083.6 nm-1085.5 nm、1085.8 nm-1086.8 nm的四个波长间断空隙。然后,利用LiB305(LBO)晶体对Stokes光进行腔内倍频,获得了可调谐的539.0 nm到544.2 nm的绿光输出,最大输出能量的绿光波长为543.8 nm,最大输出能量为15.7 mJ。2.利用实验测得的Stokes光的调谐特性对KTA晶体的介电常数进行了研究,通过曲线拟合,首次获得到了 KTA晶体的横向光学声子模的红外强度、高频介电常数与电磁耦子的色散关系,并且利用KTA的电磁耦子色散关系对Stokes激光波长调谐过程中的空隙进行了解释。3.对is-TPG的空间强度分布进行了理论研究。从麦克斯韦方程组和能量密度矩阵方程出发,推导出了受激电磁耦子散射的非线性极化强度表达式和光强形式的耦合波方程理论模型。利用四阶龙格-库塔法对耦合波方程进行数值求解,首次得到了高转化效率的is-TPG中叁波的空间强度分布。分别对矩形泵浦脉冲和高斯型泵浦脉冲两种情况进行了仿真计算,对不同泵浦能量、不同Stokes种子光功率、不同通光长度下的叁波的空间强度进行了分析,得到了非共线相位匹配下,泵浦光和Stokes光的横向(y轴方向)空间强度分布的特征,以及太赫兹波强度在泵浦光通光方向(x轴方向)的空间分布特征。4.对基于MgO:LiNb03晶体的is-TPG的空间强度分布进行了实验研究。对is-TPG的泵浦光、Stokes光和太赫兹波的空间强度分布进行了研究,实验所用is-TPG系统由波长1064.2 nm的调Q脉冲激光、波长1070.0 nm的连续波种子光和MgO:LiNbO3晶体组成。采用了两块MgO:LiNb03晶体分别对叁波的空间分布进行了测量,其中,采用直条状晶体测量了剩余泵浦光和输出Stokes光的强度分布,采用垂直晶体表面发射的梯形晶体对输出太赫兹波的空间强度分布进行了逐点探测。在不同泵浦能量、不同Stokes种子光功率、不同通光长度下,得到了泵浦光和Stokes光的横向空间强度分布的特征,以及太赫兹波强度在泵浦通光方向的空间分布特征。实验测得的空间强度分布与耦合波方程数值计算结果相吻合,证明了耦合波方程数值仿真计算方法的正确性和可靠性。5.利用数值仿真方法对is-TPG的参数进行了优化。利用耦合波方程的数值求解,分别对高损耗低增益、高增益低损耗、高增益高损耗情况下的is-TPG中叁波的空间强度分布和输出强度分布的状况进行数值仿真,从中归纳出高损耗下的晶体横向尺寸、高增益下的太赫兹波输出位置的优化建议。对不同Stokes种子光功率密度、不同作用距离的情况,给出了实现泵浦光最高利用效率的优化方法。本论文的主要创新点如下:1.对KTA晶体受激电磁耦子散射产生的Stokes光的调谐特性进行了详细的实验研究。通过改变Stokes参量振荡器中泵浦光与Stokes谐振腔之间的夹角,改变Stokes光的输出波长,获得了 1077.9 nm-1088.4 nm的可调谐Stokes光的输出,最大输出能量33.9 mJ,对应波长 1078.6 nm。2.首次利用倍频晶体LBO晶体对基于受激电磁耦子散射的KTA可调谐Stokes激光进行了腔内倍频,获得了 539.0 nm-544.2 nm的可调谐的绿光输出,最大输出能量15.7 mJ,绿光输出波长为543.8 nm。3.首次得到了 KTA晶体中TO声子振动模的红外强度Sj和电磁耦子的色散关系。利用KTA晶体的介电常数表达式对可调谐Stokes激光的色散关系进行拟合,从而推出KTA晶体的红外强度系数和高频介电常量,为更清晰更深入地了解KTA电磁耦子散射特性提供了理论辅助。首次对KTA的Stokes激光在波长调谐过程中出现的四个波长间隙进行了解释。4.首次在考虑泵浦光消耗的情况下,计算求得了受激电磁耦子散射耦合波方程的数值解。利用四阶龙格-库塔法对耦合波方程进行了数值计算,对时间和空间离散单元进行迭代计算,获得了 is-TPG的空间强度分布、输出能量密度分布和脉冲时间分布。5.首次对基于LiNbO3晶体的is-TPG的空间强度分布进行了实验探究。在垂直表面发射的梯形LiNbO3晶体的底边逐点测量太赫兹波的输出强度,以此获得了太赫兹波沿x轴的空间强度分布。实验所测叁波的空间强度分布证明了耦合波方程数值解算法的正确性与合理性。6.利用受激电磁散射的耦合波方程对高损耗低增益、高增益低损耗、高增益高损耗这叁种情况下叁波的空间强度分布进行数值仿真,从中总结出is-TPG中叁波在不同增益和损耗情况下的空间强度分布规律,并对高损耗下的晶体横向尺寸、高增益下的太赫兹波输出位置提供优化指导。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
李衍存,贾晓宇,郝志华,向宏文,秦珊珊[3]（2019）在《利用弯曲晶体实现空间带电粒子屏蔽方法及应用初探》一文中研究指出文章针对传统辐射屏蔽方法质量利用率低的问题,提出利用弯曲晶体对空间带电粒子进行偏转屏蔽的新方法。该方法利用规则晶体内部连续性势垒对带电粒子的束缚作用,使得被束缚的带电粒子随着晶体弯曲而偏转。采用解析方法深入分析了弯曲晶体对带电粒子偏转机理的4个关键参数:临界角,临界半径,退沟道长度和偏转效率;并从偏转效率的角度对比了硅晶体和碳纳米管2种材料的屏蔽效能,结果显示碳纳米管更具备工程应用前景。建立了适合偏转空间各向同性入射带电粒子的屏蔽材料结构,初步分析了该结构偏转空间不同能量电子和质子所需的屏蔽厚度,结果表明:对电子而言,利用弯曲晶体的屏蔽方法优于传统的能量损失方法。(本文来源于《航天器环境工程》期刊2019年02期）
曹则贤[4]（2019）在《晶体几何系列之一 晶体的点群与空间群》一文中研究指出晶体具有规则的外形,来自内部原子的规则排列。晶体具有最小的重复单元,是由最小重复单元在叁维空间堆积起来的,即晶体具有平移对称性。对称性可以用群这个数学概念来表征。平移对称性限制了晶体重复单元只有n=1,2,3,4,6次转轴,因此晶体只有32种点群(单胞的对称性)。32种点群同叁维空间中平移操作的组合,决定了晶体只有230种空间群。不管有多少种具体的晶体,按照对称性分类只有230种。二维情形下,n=1,2,3,4,6次转轴加上镜面反映只能得到10种点群;10种点群与二维空间中的平移操作组合,只能得到17种二维空间群。远在人类有群论知识之前,许多文明都认识到了二维晶体只有17种对称性,反映在二维装饰图案比如窗棂的设计上。(本文来源于《物理》期刊2019年02期）
张元昊,朱广志,高佳鹏,王牧,陈永骞[5]（2019）在《基于空间载频干涉的薄片激光晶体热畸变测量》一文中研究指出采用空间载频干涉方法在精确测量薄片激光晶体热畸变的基础上,深入研究了射流冲击冷却系统对薄片激光晶体热畸变的影响。实验结果表明,射流冲击冷却系统引起薄片激光晶体的畸变主要是球面形变。随着抽运功率的增加,薄片激光晶体的热畸变越发严重,在抽运区中心部分,以球面形变为主,其光焦度随抽运功率的增加呈线性下降。而在抽运区的边缘,以非球面形变为主,抽运功率越高,非球面畸变就越严重。给出了493 W抽运条件下热畸变的波前畸变曲线,其均方根的重复测量精度为1.153 nm。实验结果与理论分析结果相符,该研究为薄片固体激光器谐振腔的设计和热畸变的补偿提供了重要依据。(本文来源于《中国激光》期刊2019年04期）
李春文[6]（2019）在《金属晶体晶胞中原子空间利用率的计算》一文中研究指出金属晶体中原子堆积方式复杂,每种堆积中原子空间利用率不尽相同,掌握金属晶体里晶胞中原子空间利用率对于解决所有晶胞的原子空间利用率问题具有触类旁通的作用。研究金属晶体里晶胞中原子空间利用率,首先应该掌握求算它的基本步骤:先找到晶胞中所含原子数,然后根据晶胞中紧邻原子的位置关系找到原子半径与晶胞边长的关系,再根据空间利用率的求算方法即晶胞中原子所占的实际体积与晶胞中原子围成的几何图形的体积之比,求得空间利用率。(本文来源于《中学化学》期刊2019年01期）
李小闯,于强[7]（2019）在《空间晶体生长实验中的弱信号检测研究》一文中研究指出针对我国空间站中空间材料科学实验中弱信号检测精度需求,通过对热电偶输出信号特点的研究,提出了一种弱信号检测系统方案,解决了强电磁干扰问题。通过针对强噪声干扰下的弱信号,设计了相应的多路多级放大电路,并对低噪声前置放大器进行分档设计;同时通过单点并联接地及抗干扰设计抑制噪声干扰。在软件设计上通过一阶数字滤波及数字式平均对数据进行进一步的处理。实验结果表明,原理样机在精确度与准确度上均可达到1.5μV以内,满足方案设计中2.5μV的需求,在抗干扰方面性能良好。(本文来源于《电子设计工程》期刊2019年01期）
刘玙[8]（2018）在《晶体结构测定中正空间法的自动化和性能调优》一文中研究指出晶体结构测定的手段可以大致分为倒空间法和正空间法:前者的核心在于提取各衍射峰所对应结构因子的振幅,并设法从振幅反推相位,然后通过Fourier变换从各衍射峰的结构因子得到晶胞内的电子密度分布;后者以晶胞内原子的坐标组合为自变量,通过全局最优化算法寻找使计算得到的衍射谱和实际测得的衍射谱最接近的原子坐标。和倒空间法相比,正空间法对衍射谱的分辨率要求更低、对衍射峰重迭的容忍度更高,因此更加适合处理从粉末衍射得到的数据。在正空间法的求解过程中,对结构中成键关系的先验知识可以发挥极大的作用,因此正空间法特别适合求解分子晶体、框架晶体等等类型的结构,但其在求解成键关系总体未知的结构时仍然会遇到许多困难。为了降低最优化算法中搜索空间的维数,对于后一类型的结构常常可以使用等效点系组合(EPC)法:通过将晶胞中的原子分配到可用的Wyckoff位置,原先以晶胞中所有n个原子的坐标为自变量的3n维最优化问题可以转化为多个互相独立的最优化问题,每个问题以一个EPC中独立原子的可变坐标为自变量,而且这些最优化问题的维数在多数情况下远小于3n。在用正空间法求解晶体结构时,常常会遇到计算的衍射谱和实际谱很接近,但在化学上不合理的晶体模型;其中最常见的问题之一是原子重迭,即一些原子对的间距明显小于化学上允许的下限。为了尽量自动化地处理原子重迭问题,须要在全局最优化的过程中高效地实时检测和排除存在原子重迭的模型;对原子重迭的检测属于计算几何中的碰撞检测问题,而我们首先需要的就是一种实时的晶体学碰撞检测算法。本人基于碰撞检测中常用的轴对齐包围盒(AABB)模型,并结合晶胞特殊的几何构造,提出了一种通用的晶体学碰撞检测算法框架。在此基础之上,针对成键关系总体未知的结构,本人对计算几何中常用的sweep and prune(SAP)算法进行了修改,使之能以O(n log n)的时间复杂度检测晶体模型中的原子重迭;此外,考虑到这类结构的求解往往会使用EPC法,本人也提出一种利用等效点系对称性显着减少碰撞检测计算量的方法。基于以上的碰撞检测算法,本人设计了一种评估晶胞中原子重迭状况的函数,该函数可用于在最优化的过程中实时排除存在原子重迭的模型;此外,上述的碰撞检测算法不仅有助于更高效地避免原子重迭,而且对于晶胞中配位多面体、原子键价等等的计算也具有重要的意义。为了让上文所述的排除原子重迭的机制在求解未知结构的过程中发挥实际的作用,本人开发了decryst这套使用正空间法从粉末衍射数据求解晶体结构的软件。decryst在功能上和以前的EPCryst类似:两者都使用EPC法处理已指标化的数据,并把求解流程分为生成EPC列表、对各EPC进行统计分析、对每个EPC进行全局最优化和导出解模型等4个主要步骤;因为EPC法的缘故,两者都特别适合求解成键关系总体未知的结构。和EPCryst相比,decryst最重要的优势在于后者可以在最优化的过程中利用上文中的机制自动、高效地排除原子重迭。此外,受到Unix中make程序的启发,在decryst的实现中,本人首次将增量计算的思想以一种具有通用性的方式应用于最优化的过程中,使其性能得到了明显的提升;decryst也使用一种增量算法生成EPC,这不仅极大地降低了其内存需求,而且为在生成EPC时对其进行实时筛选做了准备。为了适应目前科学计算的发展趋势,本人在设计decryst时也加入了对并行和分布式计算的支持,使之可以通过同时利用多个处理器实现对晶体结构测定的进一步加速。考虑到同一结构的各EPC互相独立,而且EPC数在多数有意义的情形下都相当大,decryst中统计分析和全局最优化任务的并行化将为求解成键关系总体未知的结构带来前所未有的机遇。decryst是运行在类Unix平台上的自由、开源软件,可以从https://gitlab.com/CasperVector/decryst获得;其设计追求简洁、灵活,而本人也希望其中的技巧可以在更多的晶体学软件中得到应用。在现有自动化工具的配合下,用decryst能简单地实现相当复杂的求解流程:利用重原子法的求解,统计分析和全局最优化后基于Bragg R因子的EPC筛选,求解前筛除必发生原子重迭的EPC、最优化中实时排除存在原子重迭的晶体模型、求解后筛除仍发生原子重迭的EPC,等等。本文的最后部分讨论了decryst的设计和实现,并以美国矿物学家晶体结构数据库(AMCSD)中若干个不同晶系和复杂度的结构为例,循序渐进地演示了decryst的基本用法和常用技巧。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2018-12-01）
陈伟军,宋俊玲[9]（2017）在《新型含锡有机无机杂化手性空间群钙钛矿晶体材料的合成及其光电性能研究》一文中研究指出有机-无机杂化钙钛矿CH_3NH_3PbI_3在太阳能电池、激光、发光二极管等应用方面具有独特的优势,吸引了国内外研究者的广泛关注。我们利用挥发法合成了含锡有机-无机杂化钙钛矿型手性空间群晶体材料(C_6H_(11)N_2)_2SnCl_6,并通过元素分析、红外光谱、热重、漫反射光谱、单晶衍射、非线性光学性能测试等表征手段对晶体材料进行了系列表征。在室温下,单晶衍射研究得到的晶胞参数如下:a=7.5053(3)?,b=8.6471(3)?,c=9.8180(3)?,α=100.936(2)°,β=104.048(2)°,γ=112.024(2)°,V=544.38(3)?3,Z=1.它是一种零维钙钛矿结构,无机部分为中心金属锡和卤素原子氯六配位形成扭曲八面体结构,有机配体是质子化的叁甲基吡唑,无机部分和有机部分通过氢键弱作用相连,形成了结构松散的钙钛矿结构。同时,该化合物具有非线性光学性能。该化合物的成功制备不仅丰富了具有手性空间群的杂化钙钛矿晶体材料的种类,而且为合成其他此类钙钛矿晶体材料的合成提供了新思路。(本文来源于《中国化学会第八届全国分子手性学术研讨会论文摘要集》期刊2017-10-12）
齐晓巧,李团结,张震,唐雅琼[10]（2017）在《空间梁声子晶体带隙结构》一文中研究指出为解决空间桁架、框架等复杂结构的稳定性,对其基本单元组成的空间梁声子晶体的带隙结构进行研究.运用行波法对梁单元的拉压、扭转、弯曲以及叁者耦合的振动方程进行求解,并结合梁声子晶体节点处力和位移的连续性条件和Bloch定理,正向推导出空间梁声子晶体的色散方程和带隙特.运用遗传算法以相对带宽为目标函数(带隙总宽度与带隙下限角频率比值)对空间梁声子晶体的材料和结构尺寸进行优化,得到多组可行解并结合工程经验和经济效益逆向获得特定带隙位置和宽度的最优空间梁声子晶体结构,为空间梁声子晶体带隙结构研究提供了新思路.(本文来源于《光子学报》期刊2017年10期）
晶体空间论文开题报告
（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：
近些年来,太赫兹波被广泛应用到反恐安检、食品和药品检验、医学成像等领域,太赫兹辐射源的研究也引起了人们的重点关注,对太赫兹波辐射源的研究也变得越发的重要。基于非线性晶体频率转化的太赫兹波参量源,具有可调谐范围广、峰值功率高、可以在室温下工作、时间和空间相干性好、操作简单、结构紧凑等特点,因而得到了广泛的研究。太赫兹波参量源的原理是受激电磁耦子散射,当具有一定强度的激光入射到同时具有红外活性和拉曼活性的横向光学(transverse optical,TO)声子模的非线性晶体中,激光与该横向光学声子模相互耦合,产生斯托克斯(Stokes)光子和电磁耦子(Polariton),电磁耦子在小波矢处可以产生太赫兹波辐射。因为太赫兹波的折射率和色散较大,所以太赫兹波参量源采用非共线相位匹配,改变非共线相位匹配角度可以获得不同波长的Stokes激光和不同频率的太赫兹波输出,因此,太赫兹波参量源可以用于产生可调谐的太赫兹辐射波和可调谐的近红外Stokes光。能够产生受激电磁耦子散射的晶体必须同时具有红外活性和拉曼活性,目前已知的可发生受激电磁耦子散射的晶体种类较少,最为常用的太赫兹波参量源介质是铌酸锂(LiNbO3)晶体,对基于LiNb03晶体的太赫兹波参量源的太赫兹波输出能量和频率特性研究有很多。近年来,其它新型太赫兹参量源晶体也开始进入人们的视野,例如:磷酸钛氧钾晶体(KTiPO4,KTP)和砷酸钛氧钾晶体(KTiOAsO4,KTA)。但是已报道的新型晶体太赫兹波参量源的研究数量有限,对新型晶体可调谐Stokes激光特性的研究尚不完善,对KTA晶体中参与受激电磁耦子散射的TO声子模的红外强度和介电常数的研究更是缺乏。本文对基于KTA晶体的Stokes参量振荡器的Stokes激光的调谐特性进行了实验研究,并对KTA晶体的介电常数进行了计算。耦合波方程是定量分析受激电磁耦子散射特性的常用工具,散射过程中叁波通过非线性极化相互耦合,实现叁波混频,同时,非线性极化强度又受到TO声子模的影响,因此,研究受激电磁耦子散射的非线性极化强度对于求解耦合波方程、阐述光波与TO声子模之间的作用机制具有重要的意义。此前对受激电磁耦子散射的耦合波理论研究都是建立在忽略非共线导致的太赫兹波的走离、忽略泵浦消耗的小信号近似下,对太赫兹波和Stokes光的小信号增益特性进行了描述。随着高峰值功率激光技术、新型晶体材料和太赫兹探测器件的快速发展,太赫兹参量源取得了巨大的进步,转化效率也得到了大幅提升,已有小信号增益不再适合描述高转化效率的太赫兹波参量源。而且已有理论没有考虑非共线相位匹配条件下的太赫兹波的走离,所以没有研究过非共线相位匹配对太赫兹参量源的空间强度分布的影响。本文对高转化效率下的种子注入式太赫兹参量产生器(injection seed terahertz parametric generation,is-TPG)的空间强度分布进行了数值计算和实验探究,并利用数值仿真结果对is-TPG的参数进行了优化。具体研究内容如下:1.对基于KTA晶体的可调谐Stokes激光进行了研究。首先,利用基于KTA晶体的Stokes参量振荡器实现了可调谐Stokes激光的输出,对Stokes光的波长调谐特性、能量调谐特性进行了实验探究。当泵浦光与Stokes光的夹角从1.875°变化到6.500°时,获得了 1077.9 nm到1088.4 nm的可调谐近红外Stokes激光,最大输出能量33.9 mJ,波长1078.6 nm。同时发现了 Stokes光调谐过程中出现了 1079.0 nm-1080.1 nm、1080.8 nm-1082.8 nm、1083.6 nm-1085.5 nm、1085.8 nm-1086.8 nm的四个波长间断空隙。然后,利用LiB305(LBO)晶体对Stokes光进行腔内倍频,获得了可调谐的539.0 nm到544.2 nm的绿光输出,最大输出能量的绿光波长为543.8 nm,最大输出能量为15.7 mJ。2.利用实验测得的Stokes光的调谐特性对KTA晶体的介电常数进行了研究,通过曲线拟合,首次获得到了 KTA晶体的横向光学声子模的红外强度、高频介电常数与电磁耦子的色散关系,并且利用KTA的电磁耦子色散关系对Stokes激光波长调谐过程中的空隙进行了解释。3.对is-TPG的空间强度分布进行了理论研究。从麦克斯韦方程组和能量密度矩阵方程出发,推导出了受激电磁耦子散射的非线性极化强度表达式和光强形式的耦合波方程理论模型。利用四阶龙格-库塔法对耦合波方程进行数值求解,首次得到了高转化效率的is-TPG中叁波的空间强度分布。分别对矩形泵浦脉冲和高斯型泵浦脉冲两种情况进行了仿真计算,对不同泵浦能量、不同Stokes种子光功率、不同通光长度下的叁波的空间强度进行了分析,得到了非共线相位匹配下,泵浦光和Stokes光的横向(y轴方向)空间强度分布的特征,以及太赫兹波强度在泵浦光通光方向(x轴方向)的空间分布特征。4.对基于MgO:LiNb03晶体的is-TPG的空间强度分布进行了实验研究。对is-TPG的泵浦光、Stokes光和太赫兹波的空间强度分布进行了研究,实验所用is-TPG系统由波长1064.2 nm的调Q脉冲激光、波长1070.0 nm的连续波种子光和MgO:LiNbO3晶体组成。采用了两块MgO:LiNb03晶体分别对叁波的空间分布进行了测量,其中,采用直条状晶体测量了剩余泵浦光和输出Stokes光的强度分布,采用垂直晶体表面发射的梯形晶体对输出太赫兹波的空间强度分布进行了逐点探测。在不同泵浦能量、不同Stokes种子光功率、不同通光长度下,得到了泵浦光和Stokes光的横向空间强度分布的特征,以及太赫兹波强度在泵浦通光方向的空间分布特征。实验测得的空间强度分布与耦合波方程数值计算结果相吻合,证明了耦合波方程数值仿真计算方法的正确性和可靠性。5.利用数值仿真方法对is-TPG的参数进行了优化。利用耦合波方程的数值求解,分别对高损耗低增益、高增益低损耗、高增益高损耗情况下的is-TPG中叁波的空间强度分布和输出强度分布的状况进行数值仿真,从中归纳出高损耗下的晶体横向尺寸、高增益下的太赫兹波输出位置的优化建议。对不同Stokes种子光功率密度、不同作用距离的情况,给出了实现泵浦光最高利用效率的优化方法。本论文的主要创新点如下:1.对KTA晶体受激电磁耦子散射产生的Stokes光的调谐特性进行了详细的实验研究。通过改变Stokes参量振荡器中泵浦光与Stokes谐振腔之间的夹角,改变Stokes光的输出波长,获得了 1077.9 nm-1088.4 nm的可调谐Stokes光的输出,最大输出能量33.9 mJ,对应波长 1078.6 nm。2.首次利用倍频晶体LBO晶体对基于受激电磁耦子散射的KTA可调谐Stokes激光进行了腔内倍频,获得了 539.0 nm-544.2 nm的可调谐的绿光输出,最大输出能量15.7 mJ,绿光输出波长为543.8 nm。3.首次得到了 KTA晶体中TO声子振动模的红外强度Sj和电磁耦子的色散关系。利用KTA晶体的介电常数表达式对可调谐Stokes激光的色散关系进行拟合,从而推出KTA晶体的红外强度系数和高频介电常量,为更清晰更深入地了解KTA电磁耦子散射特性提供了理论辅助。首次对KTA的Stokes激光在波长调谐过程中出现的四个波长间隙进行了解释。4.首次在考虑泵浦光消耗的情况下,计算求得了受激电磁耦子散射耦合波方程的数值解。利用四阶龙格-库塔法对耦合波方程进行了数值计算,对时间和空间离散单元进行迭代计算,获得了 is-TPG的空间强度分布、输出能量密度分布和脉冲时间分布。5.首次对基于LiNbO3晶体的is-TPG的空间强度分布进行了实验探究。在垂直表面发射的梯形LiNbO3晶体的底边逐点测量太赫兹波的输出强度,以此获得了太赫兹波沿x轴的空间强度分布。实验所测叁波的空间强度分布证明了耦合波方程数值解算法的正确性与合理性。6.利用受激电磁散射的耦合波方程对高损耗低增益、高增益低损耗、高增益高损耗这叁种情况下叁波的空间强度分布进行数值仿真,从中总结出is-TPG中叁波在不同增益和损耗情况下的空间强度分布规律,并对高损耗下的晶体横向尺寸、高增益下的太赫兹波输出位置提供优化指导。
（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。
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