中文摘要：

利用非线性光学晶体材料的非线性效应展宽现有激光所覆盖的波段，目前已成为物理学界、光学界、材料技术界共同关注的重要学术问题，是当代非线性光学学科前沿。本课题在同成分铌酸锂晶体材料制备工艺的基础上，生长出具有强抗光损伤性能的MgO:LiNbO3晶体，获得光学性能优异的掺镁铌酸锂非线性光学基片；完善现有室温极化技术，开展不同泵浦特性的周期极化掺镁铌酸锂光学微结构材料与器件的设计，研制出可实现级联二阶非线

结论摘要：

通过分析掺镁铌酸锂晶体的畴壁运动,利用晶体在自身内场作用下产生的背向反转效应,采用多个短脉冲,窄脉宽的极化电场来控制反转畴的畴壁运动速率,在厚为1mm的掺镁铌酸锂晶体上制备出周期为~2μm的均匀亚微米周期结构，并对其进行了二次谐波输出的测试研究，获得了2.7mW的二次谐波输出，归一化转换效率为6.5%/W。以光栅衍射理论为基础，从理论上分析研究了微结构晶体衍射效率与占空比和折射率的关系。分别对周期极化掺镁铌酸锂微结构晶体和周期极化同成分铌酸锂微结构晶体的占空比及极化反转引起的折射率变化进行了测试。在实验研究过程中，准确的测得了微结构晶体的周期、占空比和折射率的变化等重要参数。理论研究探讨了准相位匹配单谐振参量振荡器中各参数对参量增益以及振荡阈值的影响。给出了谐振腔及晶体长度、抽运光脉宽以及信号光输出透过率同泵光能量阈值的定量关系。对准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂微结构光学参量振荡进行了实验研究。通过改变微结构周期，实现了信号光从1.45~1.72μm的输出，最小阈值为30μJ。在温度30℃，抽运功率为300mW，最大信号光输出为56mW，斜率效率达18.7%。