宽光束进入展宽器提高输出脉冲对比度分析

根据分析啁啾脉冲对比度模型,通过光线追迹法详细分析了展宽器对输出脉冲对比度的影响.发现当扩大进入展宽器的入射光束口径,从2 mm扩大到40 mm时,输出脉冲的对比度提高了近两个数量级;同时发现在相同条件下,当输入脉冲为双曲正割函数时,其输出脉冲的对比度明显好于输入脉冲为高斯脉冲和矩形脉冲的情形.     

用于OPCPA展宽器的原理和优化设计

给出了一种ffner型展宽器的原理和设计,在光线追迹法的基础上用Matlab辅助程序进行了数值模拟计算,得到了影响展宽器性能参数的直观图形,并对这些参数如何影响展宽器的性能进行了分析讨论,最后给出了用于OPCPA展宽器的最优化设计参数.结果表明这种展宽器能将15 fs的脉冲展宽到900 ps.     

(O)ffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了(O)ffner展宽器的色散特性,给出了展宽脉冲随(O)ffner展宽器系统参数变化的关系.据此在实验上建立了一台(O)ffner飞秒展宽器系统,将19 fs的种子脉冲无色差展宽至605 ps,测量结果与理论计算一致.     

Öffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了(O)ffner展宽器的色散特性,给出了展宽脉冲随(O)ffner展宽器系统参数变化的关系.据此在实验上建立了一台(O)ffner飞秒展宽器系统,将19 fs的种子脉冲无色差展宽至605 ps,测量结果与理论计算一致.     

啁啾脉冲放大激光系统中展宽器色散的解析算法

时域色散精密控制是超短激光产生及其应用中的关键技术之一,它通过控制各波长的光程产生相对延迟从而改变脉冲宽度.展宽器是啁啾脉冲放大激光系统中对激光脉冲展宽的装置,基于光线追迹法研究光线在展宽器中的传输路径,可计算飞秒脉冲中各波长的光程,进而计算脉冲展宽量并应用于系统设计.由于展宽器的光程表达式复杂,直接对其求导获得色散表达式较困难,目前只能采用数值导数获得近似解,这在计算过程中会引入误差,不利于激光系统精确设计和优化.本文介绍了一种易实现的求解展宽器色散的解析算法,通过归纳展宽器光程表达式特点,引入四个基元函数,将光程表达式分解和反复代换,可得到高阶色散的精确解析值.本文首先对Martinez型展宽器重新光线追迹,获得与Offner型展宽器一致的相位表达式,其次通过解析算法获得了两种展宽器的精确高阶色散值,最后将解析算法与数值算法的结果进行了比较.该解析算法对于啁啾脉冲放大系统的参数设计具有实用价值.     

用于OPCPA高展宽比的展宽器

 根据öffner展宽器的原理和设计，进行了光学参量啁啾脉冲放大系统中信号光脉冲展宽的实验研究。通过数值方法，合理地选择了展宽器光学元件的各项参数，即光栅常数为1 800 (102 mm×102 mm),凹面镜曲率半径为1 000 mm,凸面镜与凹面镜之间的距离为653 mm,信号光入射角为51.05°。实验结果表明，优化后的öffner展宽器可以将脉宽为30 fs的信号光脉冲展宽到545 ps, 展宽比为18 167,满足OPCPA放大的需要。     

ffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了 ffner展宽器的色散特性 ,给出了展宽脉冲随 ffner展宽器系统参数变化的关系 .据此在实验上建立了一台 ffner飞秒展宽器系统 ,将 19fs的种子脉冲无色差展宽至 6 0 5ps ,测量结果与理论计算一致 .     

新型无象差展宽器色散量的光线追迹计算法

对无象差展宽器的结构进行了改进，利用光线追迹法计算出其色散量，分析了展宽结果与展宽器各参量的关系，数值模拟了飞秒脉冲的展宽过程，为该展宽器的优化设计与精细调节提供了依据。     

新型无象差展宽器色散量的光线追迹计算法

对无象差展宽器的结构进行了改进,利用光线追迹法计算了其色散量,分析了展宽结果与展宽器各参量的关系,数值模拟了飞秒脉冲的展宽过程,为该展宽器的优化设计与精细调节提供了依据.     

反射式棱栅对展宽器用于啁啾脉冲放大激光的研究

在啁啾脉冲放大(CPA)系统中, 脉冲的展宽是实现安全有效放大的重要保证. 本文介绍了一种新型的由色散棱镜与光栅组合而成的反射式棱栅对展宽器. 并利用光线追迹法对色散进行了数值模拟, 测量实验结果验证了理论计算的正确性. 在此基础上, 分析了以棱栅对为展宽器和ZF7玻璃材料为压缩器的下啁啾(down-chirped)脉冲放大系统中的色散比较传统的上啁啾脉冲放大系统, 结果表明棱栅对可以同时提供负的二阶色散和三阶色散, 这样能更好地补偿放大器中材料的高阶色散, 从而获得近傅里叶变换极限的压缩脉冲. 此外以块材料作为压缩器不仅提高了传输效率, 而且简化了实验装置, 增强了系统的稳定性. 这样的展宽压缩组合在高重复频率的飞秒啁啾脉冲放大系统中具有明显优势. 关键词： 反射式棱栅对 啁啾脉冲放大 色散 飞秒脉冲     

二极管面阵侧泵浦Nd:YAG双板条激光器

 叙述了二极管面阵侧泵浦双板条耦合单横模 Q 开关激光器的研制。泵浦源为二极管面阵激光器,使用梯形波导板耦合系统,耦合效率达90%,谐振腔为凸凹腔,全反射镜的曲率半径为 3.0m的凹面镜,输出镜为曲率半径3.0m的可变反射率超高斯镜。激光器在 100Hz 重复频率下,输出单脉冲能量18.23mJ,脉宽为15.25ns,光束质量M²<1.5具有平顶分布的超高斯光束。     

适用于亚10 fs的共心衍射无像差展宽器

在升级5TW/40fs钛宝石激光系统的过程中,伴随10fs种子源的使用,提出并研制了一种新型的共心衍射无像差展宽器和全能量压缩器。该展宽器的最大特点是通过平面镜反射使光束入射时所形成的衍射点与展宽后的还原点均在凹面镜的球心(即共心结构),凹面镜不存在其它同类方法中的成像问题,展宽函数中不涉及凹面镜的焦距和离轴量。该展宽器可将亚10fs的种子脉冲展宽到纳秒量级,且具有无像差、高带宽、结构紧凑、调整精度高等优点,适合100TW级超快激光系统中脉冲展宽。     

猫眼谐振腔氦氖激光器理论分析

猫眼逆向器作为谐振腔镜与一个凹面镜构成猫眼激光谐振腔.精确计算了三种猫眼逆向器(即理想猫眼逆向器和两种存在误差的猫眼逆向器)的逆向平行反射性，并对应用这三种猫眼逆向器的谐振腔中高斯光束的各项参数进行了深入分析，得出结论：对于高斯光束，凸透镜的焦距、凹面镜曲率半径、凸透镜与凹面镜间距三者相等的猫眼逆向器为理想逆向器，其逆向平行反射性最好，此时猫眼谐振腔处于理想状态，基模模体积最大，远场发散角最小，稳定性最好；在猫眼谐振腔的设计中，要尽量减小猫眼逆向器中凸透镜的焦距，增大凹面输出镜的曲率半径；猫眼逆向器存在误差时谐振腔的各项性能将受到影响.为猫眼谐振腔激光器的设计提供了理论依据.     

A High Efficiency Yb3+-doped Fiber Ring Cavity Laser with Narrow Line-widthRound-trip Dispersion Calculation for Martinez Pulse Stretcher

A novel Yb3+-doped fiber ring cavity laser pumped by a 977 nm laser diode is presented with its output laser wavelength of 1060 nm. Based on a fiber Bragg grating (FBG), the laser exhibits 0.20 nm line-width, 7.5 mW laser output power, 40 dB signal-to-noise ratio (SNR) and 66% slope efficiency.This paper proposed a ray-tracing model for the Martinez stretcher, derived the calculation formulae for the stretcher of a grating-spherical mirror system and discussed the error for the total dispersion resulted from the spatial dispersion. The calculated results show that the error could be ignored for the beam returned to the stretcher for the second pass in the wavelength range of 750 nm and 850 nm.     

基于耗散孤子种子的啁啾脉冲光纤放大系统输出特性

以不同滤波器带宽下获得的全正色散光纤激光器耗散孤子作为啁啾脉冲放大(CPA)系统的种子脉冲, 研究了光栅对和光纤展宽器CPA系统输出脉冲的可压缩性. 结果表明, 对于大能量耗散孤子种子脉冲, 当CPA系统采用正色散光纤展宽器时, 光纤群速色散与自相位调制之间的相互作用不仅可抑制耗散孤子脉冲光谱调制的影响, 还可使脉冲在光纤展宽器中自相似演化, 从而可提高CPA输出脉冲的可压缩性. 通过优化光纤展宽器长度, 对于耗散孤子种子源, 采用光纤展宽器的CPA系统输出脉冲可压缩性与主脉冲所占脉冲总能量之比均优于采用光栅对展宽器时的情况.     

Impact of wavefront specifications of optical elements on the characteristics of short pulses in multi-pass stretcher

The relationship between the wavefront errors of optical elements in multi-pass stretcher and the compressed pulse characteristics has been studied. Low-frequency spatial modulation leads to pulse width enlarging. High-frequency spatial modulation leads to contrast reduction. The pedestal is linked to the power spectral density of the wavefront error. The analytic relationship between these factors is derived.     

Round-trip Dispersion Calculation for Martinez Pulse Stretcher

This paper proposed a ray-tracing model for the Martinez stretcher, derived the calculation formulae for the stretcher of a grating-spherical mirror system and discussed the error for the total dispersion resulted from the spatial dispersion. The calculated results show that the error could be ignored for the beam returned to the stretcher for the second pass in the wavelength range of 750 nm and 850 nm.