高功率微波振荡器的相位控制

基于相对论返波管振荡器,提出了一种小信号牵引相位控制的方法,通过外加小信号对振荡器起振过程的引导,实现对输出微波的相位控制。相比于传统的方法,该方法可以利用ns量级的脉冲在较宽的带宽和较低的注入功率下实现对高功率微波振荡器的相位控制。在X波段相对论返波管振荡器相位控制实验中,利用百kW级的小信号,实现了对GW级高功率微波的输出相位控制,相位抖动小于±15°。     

条纹相机系统在激光脉冲整形测量中的应用

针对采用脉冲堆积法进行激光脉冲整形后获取的宏脉冲,介绍了基于条纹相机观测其纵向分布的基本原理。阐述了测量系统中的硬件配置功能以及脉冲堆积原理,并描述了使用条纹相机专用软件测量激光脉冲的详细步骤和操作界面。研究了测量系统中时序控制的调试对观测脉冲堆积后的宏脉冲的影响并给出了测量结果和测量误差分析。结果表明:采用脉冲堆积法所获得的激光脉冲整形效果非常理想,整形前激光脉冲的半高全宽值约为3.82 ps,整形后约为15.3 ps,且平顶部分的脉宽为11.5 ps,上升沿和下降沿均为1.9 ps。     

光阴极微波电子枪中时间抖动对粒子动力学的影响

对光阴极微波电子枪粒子束性能起决定性影响的因素之一就是激光脉冲相对加速微波相位的时间抖动. 对这种时间抖动的测量和反馈控制进行了理论和实验分析, 并对时间抖动对束流品质的影响进行了模拟研究, 得到了利用锁相环回路降低激光脉冲相位噪声的实验经验, 为光阴极微波电子枪中激光与微波相位同步问题提出了解决方法.     

双光路测量红外飞秒激光脉冲的载波包络相位稳定性

描述了利用双光路自参考技术测量红外飞秒脉冲载波包络相移的方法,并通过建立的红外飞秒脉冲载波包络相移测量装置,实验测量了自主搭建的可调谐光学参量放大系统输出的红外飞秒激光脉冲的载波包络相移.对于1.6 μm的激光脉冲,测量得到在100 s内其相位抖动为115 mrad（rms）.实验结果表明双光路法具有易于调节、测量方便、应用性强等优点. 关键词： 飞秒激光测量 自参考技术 双光路 载波包络相位     

增益开关半导体激光器在外光注入下脉冲抖动的实验研究

采用增益开关半导体激光器作为注入种子光源来降低另一个增益开关DFB或Fabry-Perot（FP ）半导体激光器的脉冲抖动.相位噪声测量技术表明：增益开关FP激光器在外部脉冲光注入 下，激光脉冲抖动（均方值）由1.2ps降低至830fs；增益开关DFB半导体激光器在外脉冲注 入下，脉冲抖动由12ps降低至1.8ps. 关键词： 半导体激光器 光脉冲产生 时间抖动 光子注入     

光阴极微波电子枪中激光脉冲的时间抖动测量

 研究了光阴极微波电子枪输出电荷量与驱动激光相对于微波入射相位的关系。通过对光阴极材料在光电子发射时的肖特基效应和电子束团在电子枪内的纵向加速过程分析模拟，得到了电子枪输出电荷量与激光入射相位的一段线性关系，设计了利用此关系测量驱动激光脉冲相对于微波相位的时间抖动的实验方案。结果表明，这种测量方法可以分辨1.15fs的时间抖动，误差为0.23fs。     

紫外超短脉冲激光的单次测量

 利用瞬态光栅衍射法研制了一台单次频率分辨光学开关激光参数测量仪,可以对脉宽范围在10 ps以内的紫外超短脉冲激光进行单次测量。利用该仪器对重复频率为10 Hz的放电泵浦和单次运行的电子束泵浦KrF准分子激光器的输出脉冲分别进行了单次测量,结果表明：对于放电泵浦,当系统工作在零啁啾附近时,脉冲波形和光谱分布较规则,相位分布起伏较小,当系统偏离零啁啾状态时,脉冲波形和光谱分布不再规则,并且相位分布为抛物线结构;对于单次运行的电子束泵浦,脉冲波形具有多峰结构,光谱具有复杂的调制,脉宽约为2 ps,带宽约为1.3 nm,相位分布为抛物线结构。     

利用锁相环和TV-Rb钟控制飞秒激光脉冲的载波包络相移

为了实现对锁模飞秒钛宝石激光器的相位控制，采用改进的相移测量装置，使载波包络频移信号的信噪比提高到了40 dB以上.在此优化测量结果的基础上，利用电子锁相环技术，通过PZT改变激光器腔内端镜的倾斜将飞秒激光脉冲的载波包络相位锁定到了微波参考源TV-Rb钟10 MHz标准信号上，同时激光脉冲重复频率也采用另一个PZT控制激光腔长锁定到了同一个TV-Rb钟10 MHz信号上.锁定后的结果显示重复频率的锁定达到了TV-Rb钟本身的稳定度，而载波包络相位锁定后比锁定前稳定度提高了三个数量级.     

光阴极电子枪微波与激光同步系统研究

光阴极微波电子枪中,微波与激光脉冲的同步问题是其能否稳定工作的关键之一.我们自行设计、采用了一种取样锁相电路,用频率不很稳定的激光脉冲的基波与S波段高频微波直接取样鉴相,提高了锁相精度,实现了超快激光脉冲与高频微波的精准同步,这在国内还是第一次.均方根时间抖动为0.57ps,时间抖动的最大值为2.6ps,锁相精度完全满足SDUV项目光阴极微波电子枪的要求.     

飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试技术

飞秒激光在激光核聚变、卫星精密测距、激光微加工等领域具有重要的应用前景,同时也是产生太赫兹波的主要泵浦源。介绍了国内外飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形的测试方法,比较了自相关法、频率分辨光学快门法、光谱相位相干直接电场重构法的优缺点。自相关法具有脉宽测量范围广、结构简单等特点,但不具备脉冲波形测试能力。光谱相位相干直接电场重构法对待测激光光束质量要求较高, 不适合大量程范围激光脉宽快速测量。为满足10 fs~5 ps大量程范围超短激光脉冲宽度和脉冲波形的测试需求,采用自相关法及二次谐波频率分辨光学开关法研制飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试仪,时间分辨率优于2 fs。     

Characterization of 1550 nm sub-picoseconds optical pulse using a gain-switching distributed feedback laser with CW-mode external-injection and pulse-mode self-injection

In this paper, we experimentally demonstrated the 1550 nm short optical pulses generation using a TO-packaged gain-switching distributed feedback (DFB) semiconductor laser driving by 2.5 GHz radio frequency (RF) signals and combining with optical injection techniques. The characteristics of the generated optical pulse by the proposed CW-mode external-injection and pulse-mode self-injection schemes are characterized in the side mode suppression ratio (SMSR), spectrum line-width, pulse-width and root-meansquare (RMS) jitter. In the CW-mode external-injection case, the SMSR of 35.5 dB, line-width of 0.235 nm, pulse-width of 47.69 ps, and RMS jitter of 1.4 ps are obtained when the optical injection ratio of 5 dB. In the pulse-mode self-injection, however, the SMSR of 61.2 dB, spectrum line-width of 0.189 nm, pulse-width of 58.46 ps, and RMS jitter of 1 ps are achieved and its overall performances are better than CW-mode externalinjection one.     

光阴极RF腔注入器中激光脉冲的时间抖动

 介绍光阴极RF腔注入器中的驱动激光器,采用二极管泵浦的自锁模激光器,通过锁相,使输出激光脉冲的时间抖动小于2ps,实现激光脉冲同微波相位之间的严格同步,在实验上获得流强70A、能量2MeV、亮度4.4×10¹¹A/(m².rad²)的电子束。     

光阴极RF腔注入器

 光阴极RF腔注入器是一种强流、窄脉冲(ps量级)、低发射度的电子束源。文章给出了CAEP光阴极RF腔注入器的结构和实验结果,结构主要包括驱动激光器、Cs₂Te阴极制备室、2.5个RF腔、高功率微波源和测量仪器等,其中驱动激光器的参数是影响注入器电子束质量的重要因素;实验上,该光阴极RF腔注入器可稳定输出能量2MeV、流强70A、发射度～4mm.mrad的高亮度电子束流。     

All-Fiber Self-Injection Seeding for Optical Timing Jitter Reduction in a Chirp Compensated Gain-Switched DFB Laser

We demonstrate an original all-fiber self-injection seeding technique based on a noninterferometric reflector for the optical timing jitter reduction in a chirp compen sated gain-switched Distributed FeedBack (DFB) laser. Two experiments, at 2.5 and 5 GHz, show standard deviations of the optical timing jitter of 0.28 ps and a reduction factor of 17 in the best case. The self-injection seeding sensitivity to polarization effects and to modulating frequency changes was measured in terms of standard deviation. A final experiment at 10 GHz, with no external feedback, shows an optical timing jitter down to 0.4 ps due to a time dynamics of spontaneous emission fluctuations slower than the pulse period.     

Control and precise measurement of carrier-envelope phase dynamics

The evolution of the carrier-envelope offset phase _CEO of a 10-fs Ti:Sapphire laser has been traced on time scales from microseconds to seconds using various techniques. Precise locking of this phase has been achieved down to an rms deviation of 1/40 of an optical cycle. Stability measurements have been performed independently of the feedback loop, focusing on the phase jitter introduced by the feedback loop itself, the pump laser, and a prism compressor. It is shown that a multi-mode pump laser introduces more phase noise on _CEO than a single-mode pump laser. PACS 42.65.Re; 42.60.Mi; 42.62.Eh     

利用光锁相环路实现40 Gb/s时钟恢复

提出并建立了一种新型的基于光纤四波混频效应和压控光脉冲源的光锁相环路(OPLL),用于光时分复用系统(OTDM)中的时钟恢复过程。从理论上分析了其工作原理,及各模块结构和功能。利用高非线性光纤中的四波混频效应实现全光鉴相器,有效缩短了光纤长度,减小了光纤色散引起的脉冲走离,鉴相器消光比超过30 dB。采用再生锁模光纤激光器实现压控光脉冲源,在保证脉冲质量的前提下,重复频率调节范围达到380 kHz。在40 Gb/s时钟恢复实验中,获得脉宽为7.2 ps、接近变换极限的时钟脉冲,时间抖动(RMS)为152 fs,超模抑制比大于60 dB。实验证明,输入信号幅度波动和码型效应对环路影响很小。     

基于阿秒抖动光纤锁模激光器的时钟同步

光纤锁模激光器结构简单, 运转稳定, 且输出的超短脉冲序列具有极高的时钟稳定性, 在抽运探测、脉冲相干合成等要求高精度时钟同步的前沿领域有着广阔的应用前景. 本文通过激光器腔内的电光调制器进行反馈控制, 实现了两台光纤锁模激光器之间的紧密时钟信号同步; 并且通过平衡光学互相关方法, 对残余的时钟误差信号进行了测量, 分辨率达到了13 as. 通过优化激光器的腔内动力学过程及反馈环路的参数, 在[1 Hz, 10 MHz]的积分区间内得到了109 as的残余时钟误差, 对应单台激光器的平均时间抖动为77 as.     

基于光电反馈环单元时钟提取与解复用的160 Gb/s OTDM 信号100 km传输

提出了一种能够同时对高速光时分复用技术信号解复用与时钟提取的光电反馈环单元.在接收端,采用光电反馈环单元,信号单次通过即可同时完成160 Gb/s到10 Gb/s的解复用与时钟提取：两级电吸收调制器级联工作方式缩减了采样窗口宽度,满足了解复用小于6.25 ps超窄采样窗口的要求|而闭合环路的锁相同步工作方式,使所提取的时钟信号抖动（Jitter RMS）由2.4 ps降至450 fs.基于该结构,实验上成功实现了无误码的100 km 160 Gb/s光时分复用技术传输及传输后无误码地解复用与时钟提取,功率代价小于3 dB.