啁啾脉冲堆积及其放大特性

 根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。     

直接相位调制产生周期性线性啁啾脉冲特性研究

提出一种利用周期性抛物线调制信号对光脉冲进行相位调制以获得周期性线性啁啾脉冲的方法, 并对其进行了数值模拟与实验研究. 数值模拟结果表明: 增益饱和效应、群速度色散以及同步误差对啁啾脉冲的时间-光谱特性影响较大; 自相位调制对啁啾脉冲的影响较小. 实验获得了0.52 nm带宽的周期性线性啁啾脉冲, 与模拟结果符合较好. 实验结果同时表明装置中存在较大的偏振模色散, 导致幅频效应较大, 后续的研究中需加入对此的考虑. 模拟及实验研究表明: 直接相位调制是一种新型的可方便地获得周期性线性啁啾脉冲的方法, 其在光谱色散平滑中具有潜在应用. 关键词： 直接相位调制 周期性线性啁啾脉冲 幅频效应     

超短脉冲在单块晶体中的三次谐波理论模拟

讨论了群速度失配、自相位调制和交叉相位调制、晶体厚度、基波的频率啁啾等因素对超短脉冲单块晶体的三次谐波转换效率、三倍频光脉冲形状以及频谱的影响.结果表明：群速度延迟使三倍频光脉冲展宽；自相位调制和交叉相位调制会降低转换效率,并使三倍频光脉冲形状发生畸变；晶体厚度对三倍频光脉冲频谱展宽有着较大的影响；合适的基频光频率啁啾可以减小三倍频光脉冲的畸变,并有效地提高三倍频转换效率.     

光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形新方法

相位匹配是实现高效光学参变啁啾脉冲放大(OPCPA)能量转换的关键之一,通过对几种常用非线性晶体的光学参变啁啾脉冲放大过程进行数值模拟研究,结果表明一定程度的相位失配不但能增加光学参变啁啾脉冲放大增益带宽,而且会使啁啾脉冲光谱强度分布中间凹陷。提出利用光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大作为啁啾脉冲频谱整形的新方法,通过理论分析和模拟计算,找到了光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形效果的控制量;并对几种常用非线性晶体在简并、近简并、非简并等条件下的光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大特性进行了比较。     

单模光纤中蓝移啁啾和红移啁啾斜率的最佳匹配

从理论上分析了自相位调制(SPM)引起的频率啁啾和群速度色散(GVD)引起的频率啁啾的传输特性,讨论了SPM和GVD频率啁啾的斜率匹配和导致两者啁啾斜率匹配的最佳输入功率。     

啁啾脉冲参量放大特性的数值模拟研究

 根据啁啾脉冲激光参量放大技术,数值模拟了光参量放大在啁啾脉冲放大中的应用。研究啁啾脉冲参量放大增益及时间特性,特别是在大信号注入与小信号注入两种有代表意义的情况下,详细地分析了群速度失配、相位失配对放大过程的影响。研究了泵浦光脉冲与信号光脉冲的时间同步要求,讨论了放大系统的稳定性。     

基于光纤光参量放大的光脉冲压窄技术的研究

在高重复频率的光窄脉冲源中,为了获得更窄的脉冲,需要增加泵浦功率;但泵浦功率的提高会使光放大器的增益趋于饱和,放大的自发辐射噪音增强,脉冲光信噪比下降.为此,提出了利用啁啾管理和光纤光参量放大相结合的脉冲压窄方案.将强度调制后的泵浦光通过相位调制引入线性负啁啾,由于经参量过程后在新的闲频光上啁啾会加倍,从而进一步增大了...     

啁啾光脉冲的自相位调制效应对压缩光脉冲的影响

 在超强激光系统中，对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段，在啁啾脉冲宽度为141ps，啁啾系数为1000，B积分值分别为0，1和2的情况下，模拟了自相位调制效应（SPM）对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和本底宽度的影响。结果表明：在B积分值为2的条件下，若不补偿非线性色散，压缩脉冲的峰值强度降为无自相位调制效应时的65%左右，脉冲宽度约为种子脉冲宽度的2倍，本底宽度则增加到原来的3倍左右；在B积分值大于0.5的情况下，本底宽度和B积分值近似成线性关系。     

拉曼增强型自相位调制再生技术

自相位调制可用于信号脉冲的整形,可实现归零码(RZ)信号的再生。以高非线性光纤(HNLF)为介质,在高非线性光纤中实现了拉曼集总放大和信号脉冲的自相位调制。从理论上分析了同向拉曼泵浦增强信号的自相位调制,大大降低了所需的信号光强度。论证了在色散长度(LD)远大于HNLF长度(L)时由自相位调制(SPM)导致的频谱展宽,它与脉冲的啁啾无关,频谱的功率密度与脉冲的强度无关。因此在高非线性光纤之后加入偏移载波频率的带通滤波器可实现归零码信号的再生。集中拉曼放大可增强再生性能。     

高斯脉冲调制啁啾艾里脉冲

艾里脉冲尤其是啁啾艾里脉冲，由于其具有独特的性质，为此越来越受到人们的广泛关注和研究。但是由于啁啾艾里脉冲的复杂性，至今鲜有关于啁啾艾里脉冲的实验报道。鉴于此，在理论上通过对啁啾高斯脉冲进行调制可以得到啁啾艾里脉冲，并对调制机制及调制后脉冲的传输性质进行一定的研究。研究结果表明，调制后得到的类啁啾艾里脉冲与啁啾艾里脉冲基本相同，而且具有啁啾艾里脉冲的传输性质，这证明了通过对啁啾高斯脉冲进行调制得到啁啾艾里脉冲的可行性。     

Compensation of self-phase modulation in chirped-pulse amplification laser systems

Small amounts of self-phase modulation can lead to significant pulse distortions in chirped-pulse amplifiers. However, we show the surprising result that the strong chirp of the pulse can be exploited to remove these distortions completely by linear pulse shaping before amplification.     

20-kW peak power all-fiber 1.57-microm source based on compression in air-core photonic bandgap fiber, its frequency doubling, and broadband generation from 430 to 1450 nm

We demonstrate an ultrashort all-fiber-integrated chirped-pulse amplification system yielding 1-ps pulses with 20 kW of peak power. 40-ps initial pulses generated by an externally modulated laser diode are chirped by self-phase modulation in a conventional fiber, amplified, and compressed in 110 m of air-core photonic bandgap fiber. The compressed pulses are frequency doubled in a periodically poled KTP crystal with up to 48% efficiency and applied to supercontinuum generation in a holey fiber, resulting in a high-power uniform continuum that stretches from 430 to 1450 nm.     

Compensation of self-phase modulation in fiber-based chirped-pulse amplification systems

We demonstrate a simple, all-fiber technique for removing nonlinear phase due to self-phase modulation in fiber-based chirped-pulse amplification (CPA) systems. Using a LiNbO3 electro-optic phase modulator to emulate a negative nonlinear index of refraction, we are able to remove 1.0 pi rad of self-phase modulation acquired by pulses during amplification and eliminate nearly all pulse distortion. Our technique is high speed, removes nonlinear phase on a pulse-to-pulse basis, and can be readily integrated into existing CPA systems.     

啁啾匹配和同步抖动对光参量啁啾脉冲放大的影响

 通过研究光参量啁啾脉冲放大过程转换效率随泵浦光啁啾参数的变化,以及信号光和泵浦光波长的对应关系,确立了信号光和泵浦光同步时实现线性啁啾匹配的方法。以磷酸二氢钾作为非线性晶体,研究了信号光和泵浦光之间的线性啁啾匹配和时间同步抖动对光参量啁啾脉冲放大后信号光脉冲波形和转换效率的影响。结果表明：在时间同步的情况下,线性啁啾匹配时的信号光脉冲波形很对称,转换效率也较高;在同步抖动程度一定的情况下,不同泵浦光啁啾参数时,信号光的增益及放大后的脉冲波形差异较大;在线性啁啾匹配程度一定时,信号光和泵浦光时间同步抖动越严重,放大信号光的脉冲波形变化越大,信号光增益越小,且转换效率也越低。     

基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致失真的复原

理论分析和讨论了基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致信号失真的复原和补偿机理，数值模拟了在交叉相位调制作用下，高斯脉冲在中距相位共轭光纤系统中的传输演化过程.结果表明，频域相位共轭技术能够抑制交叉相位调制对光纤系统中传输信号的损害，复原其所导致的信号失真，并能够同步补偿群速度色散和自相位调制非线性效应所导致的信号失真.合适的初始脉冲时延和初始脉冲啁啾有利于频域相位共轭技术对交叉相位调制所致信号失真的抑制. 关键词： 频域相位共轭 交叉相位调制 色散 自相位调制     

掺铒光纤环镜中超短光孤子的放大与压缩Ⅱ.环镜及输入脉冲特性对放大结果的影响

最近的研究发现,用掺铒光纤环镜放大并压缩超短光孤子不仅能避免常规掺铒光纤放大器中由于非线性效应引起的孤子畸变,而且可克服绝热放大技术中放大器长度随输入脉宽增大而指数规律增大的困难。进一步研究了环镜及输入脉冲特性对放大结果的影响。数值计算表明,对于确定的输入脉冲,当环镜参量(环镜长度、增益、耦合器功率耦合系数)在较大范围内变化时,环镜放大器的孤子输出性能基本稳定。对于确定的环镜,输入脉冲形状的变化、初始输入功率的起伏以及高阶效应等因素对放大结果的影响较小;相对而言,初始频率啁啾对输出孤子宽度的影响较大,但对输出孤子质量的影响并不严重。     

Generation of 287 W, 5.5 ps pulses at 78 MHz repetition rate from a cryogenically cooled Yb:YAG amplifier seeded by a fiber chirped-pulse amplification system

We generate linearly polarized, 287 W average-power, 5.5 ps pulses using a cryogenically cooled Yb:YAG amplifier at a repetition rate of 78 MHz. An optical-to-optical efficiency of 41% is obtained at 700 W pump power. A 6 W, 0.4 nm bandwidth picosecond seed source at 1029 nm wavelength is constructed using a chirped-pulse fiber amplification chain based on chirped volume Bragg gratings. The combination of a fiber amplifier system and a cryogenically cooled Yb:YAG amplifier results in good spatial beam quality at large average power. Low nonlinear phase accumulation as small as 5.1 x 10(-3) rad in the bulk Yb:YAG amplifier supports power scalability to a > 10 kW level without being affected by self-phase modulation. This amplification system is well suited for pumping high-power high-repetition-rate optical parametric chirped-pulse amplifiers.     

Efficient shortening of self-chirped picosecond pulses in a high-power CO(2) amplifier

We report a factor-of-6 shortening of the 240-ps (FWHM) pulses in a triple-pass, 2.5-atm CO(2) amplifier. This technique is based on the self-phase modulation of a 10-mum pulse in a plasma after the first pass of amplification, followed by narrowing of this chirped pulse during further amplification. Subsequently, strong power broadening provides the necessary bandwidth to amplify 40-ps pulses to terawatt power levels.