基于“神光-Ⅱ”装置的飞秒拍瓦级光学参量啁啾脉冲放大的特性分析与系统设计

用计算机仿真分析了光学参量啁啾脉冲放大（OPCPA）的特性及其影响因素（如相位失配、高阶非线性效应等）-就脉冲放大机理、时间同步、光谱漂移、增益窄化等相似问题与现有的啁啾脉冲放大技术做了比较与讨论-基于“神光-Ⅱ”装置，设计了飞秒拍瓦级OPCPA系统，以期望实现快点火- 关键词： 超短超强激光 啁啾脉冲放大 光学参量啁啾脉冲放大 数值模拟     

利用ND-DDF放大器获得更佳线性啁啾抛物线脉冲

基于在正常色散渐减光纤（ND-DDF）或者正常色散光纤放大器，获得线性啁啾抛物线脉冲，提出并分析了利用ND-DDF放大器获得线性啁啾抛物线脉冲的优化方案．数值研究结果表明：与用ND-DDF或者正常色散光纤放大器获得线性啁啾抛物线脉冲的方案相比，利用ND-DDF放大器获得的抛物线脉冲的线性啁啾更为明显；研究还发现，增益影响着线性啁啾的大小和质量．计算表明，利用ND-DDF放大器产生的抛物线脉冲经啁啾补偿后可获得更大的压缩因子和更高的峰值功率．     

基于集成光学的ICF脉冲整形系统

本文对基于集成光学的激光约束核聚变（ＩＣＦ）脉冲整形进行了系统研究,分析了这种新型脉冲整形技术与以往技术相比所具有的优越性能及所包含的关键技术成分,并指出了脉冲整形系统性能的影响因素     

啁啾匹配OPCPA方案用于消除超短激光脉冲的预脉冲

采用了一种利用啁啾匹配光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）技术来消除泵浦脉冲时间窗口内的预脉冲的方法,并对该方法展开了数值模拟研究。分析了泵浦光脉冲形状、预脉冲提前时间等因素对预脉冲消除效果以及信噪比提升情况的影响。通过与传统的非共线OPCPA方案对比,发现啁啾匹配OPCPA方案可以消除掉离主脉冲更近的预脉冲,且它对预脉冲的消除效果受泵浦光脉冲形状的影响较小。     

提高飞秒超强激光脉冲对比度的新方法

文章在简要描述飞秒超强激光脉冲对比度有关概念及其测量方法的基础上,介绍了空间滤波和时间滤波,以及提高注入脉冲种子对比度和强度的技术,环形腔放大技术,光参量啁啾脉冲放大技术（OPCPA）,双啁啾脉冲放大技术（DCPA）,采用高阶非线性晶体滤波等几种提高对比度的新方法和新技术.采用这些方法和技术,在最近一两年的时间里,人们成功地将多年来徘徊在106量级的飞秒超强激光脉冲对比度,提高到了1011的新水平,从而为强场物理的研究提供了更为理想的光源.     

超常介质中超短电磁脉冲的传输特性研究

将超常介质的色散磁导率合并到非线性极化项中,借鉴常规介质中超短脉冲传输方程的推导方法,得到了非线性超常介质中超短脉冲的传输方程。在德鲁德(Drude)色散模型下,根据脉冲中心频率的不同在传输方程中出现了可正、可负、可为零的自陡峭系数,以及高阶非线性色散项。此外,利用矩方法对传输方程进行分析,得到了超常介质中超短脉冲传输方程的能量守恒定律表达式,揭示了色散磁导率导致的超短脉冲传输的新特性,发现二阶非线性色散使超短脉冲的能量、脉冲频移、脉冲宽度、中心位置和啁啾都随传输距离呈现振荡式变化。     

波包动力学-飞秒激光操纵波包过程

本文介绍了波包动力学的基本理论和数值模拟方法,尤其是在飞秒激光与分子相互作用领域中的应用,探讨了飞秒激光引起的波包过程（包括波包的制备、波包的干涉）,以及利用调频脉冲、脉冲串和优化脉冲形状控制波包动力学的方案。     

波包动力学-飞秒激光操纵波包过程

本文介绍了波包动力学的基本理论和数值模拟方法,尤其是在飞秒激光与分子相互作用领域中的应用,探讨了飞秒激光引起的波包过程（包括波包的制备、波包的干涉）,以及利用调频脉冲、脉冲串和优化脉冲形状控制波包动力学的方案。     

用于产生亚12fs脉冲的脉冲波前匹配的超宽带光学参量啁啾脉冲放大器

研究和建议了一种用于产生亚12fs脉冲的基于脉冲波前匹配的LBO超宽带光学参量啁啾脉冲放大器。实验结果表明LBO超宽带光学参量啁啾脉冲放大器可以输出大于60nm(FWHM)的增益光谱带宽，为了利用这种放大器产生转换限制的脉冲输出，给出了一种将超宽带光学参量啁啾脉冲放大器与脉冲波前匹配相结合的方法，这种方法等价于信号光脉冲波前无斜置的放大，克服了超宽带参量啁啾脉冲放大器中由于信号光的脉冲波前斜置而导致很难获得最短压缩脉冲输出的缺陷，从而允许产生转换限制的亚12fs脉冲。     

复杂激光脉冲波形的整形

介绍了用时空变换的方法对激光脉冲整形的原理；提出了由于硬边光通量调制器引入的动态的光脉冲强度空间分布的不一致性及其克服的方法，理论上用二维快速傅里叶变换（ＦＦＴ）进行了验证；最后计算了系统光强透过率和光束焦斑大小，调制狭缝宽度的关系，为了显示本系统的复杂脉冲整形能力，在实验上获得了惯性约束核聚变（ＩＣＦ）感兴趣的复杂激光脉冲波形。     

用反射式达曼光栅产生飞秒激光双脉冲

采用反射式达曼光栅建立了一种产生飞秒激光双脉冲的新装置.由于采用反射式结构，避免了材料色散和吸收导致的脉冲畸变，并构建了一台二次谐波-频率分辨光学开关装置对产生的双脉冲进行了测量.实验结果表明可以实现脉冲强度相等、时间宽度相同、不同间隔的双脉冲输出.产生双脉冲的装置在飞秒激光领域有着应用的价值. 关键词： 飞秒激光双脉冲 达曼光栅 二次谐波-频率分辨光学开关     

载波-包络相位稳定的周期量级近红外超短脉冲激光系统

利用光参量放大过程输出的闲置光载波-包络相位(CEP)被动稳定的特点,搭建了三级光参量放大(OPA)系统,获得了CEP稳定的近红外高能量超短激光脉冲(1.4 mJ/40 fs/1 kHz @ 1.8 μm),其CEP抖动为516 mrad(rms).经空心光纤展宽光谱和块体材料补偿色散,激光脉宽最终可被压缩至小于两个光学周期(<12 fs),脉冲能量达到0.54 mJ.该系统为单个阿秒脉冲的产生和其他高次谐波实验提供了优质的光源. 关键词： 光参量放大 周期量级近红外激光脉冲 载波-包络相位稳定     

Experimental study of actively mode-locked semiconductor laser with grating external cavity

In this paper,complete mode-locking optical pulses have been obtained froman actively mode-locked GaAs/GaAlAs semiconductor laser with grating external cavity.Theshortest optical pulse is 7.3 ps measured by second harmonic generation(SHG)autocorrelator.The repetition rate is 995.12 MHz and the central wavelength is 798.4 nm.The effect ofmodulation frequency,modulation current,and bias current on the optical pulses width areinvestigated.     

超短光脉冲发生器的研制

本文叙述了用半导体激光器产生光脉冲的基本原理,介绍了用电脉冲驱动AlGaAs/GaAs双异质结激光器产生ps光脉冲的线路原理及实验结果。     

Temporal and spectral properties of contra-propagating picosecond optical pulses in SOA

A useful analysis of contra-propagating optical pulses in semiconductor optical amplifier (SOA) is presented. Pulse temporal and spectral evolutions are investigated by resolving coupled equations describing pulse field propagation and SOA gain dynamics. With reference to the case of single pulse propagation, collision between pulses tends to maintain a good time-bandwidth product of amplified pulse and could provide a temporal compression by about 10% compared to pulse’s initial width.     

用于宽带啁啾脉冲光参量放大系统精确同步的新方法

基于非共线光参量放大,以波长800 nm飞秒激光的倍频光为抽运光,以激光二极管640 nm连续波激光为信号光,产生了与800 nm飞秒激光精确同步的无直流本底的1064 nm脉冲光。实验结果显示该1064 nm的光脉冲在脉冲能量和空间光束质量上均可作为1064 nm波长脉冲放大器的种子光。仅通过一级简单紧凑的非共线参量放大就可实现光周期量级的光参量啁啾脉冲放大系统的抽运激光和种子光的精确同步。     

Evolution of Hyperbolic-Secant Pulses Towards Cross-Phase Modulation Induced Optical Wave Breaking and Soliton or Soliton Trains Generation in Quintic Nonlinear Fibers

The approximate analytical frequency chirps and the critical distances for cross-phase modulation induced optical wave breaking (OWB) of the initial hyperbolic-secant optical pulses propagating in optical fibers with quintic nonlinearity (QN) are presented. The pulse evolutions in terms of the frequency chirps, shapes and spectra are numerically calculated in the normal dispersion regime. The results reveal that, depending on different QN parameters, the traditional OWB or soliton or soliton pulse trains may occur. The approximate analytical critical distances are found to be in good agreement with the numerical ones only for the traditional OWB whereas the approximate analytical frequency chirps accords well with the numerical ones at the initial evolution stages of the pulses.     

无干涉条纹的光谱位相相干直接电场重构法

提出一种新的诊断飞秒脉冲振幅与位相的高精度测量方法.该方法发展了传统的SPIDER方法，保留了原方法对脉冲信息可以实时、有效和全面地测取的优点，并能克服其不能测量脉宽较大或位相信息复杂的脉冲的缺点.在新方法中和频后的脉冲对没有相对延时，形成无干涉条纹的剪切干涉图.在调节一个小量延时于某些特定值，可去掉剪切干涉图的歧义性.给出数值模拟结果，证明此方法无需经过傅里叶变换滤波，可直接由干涉图唯一地提取出脉冲的振幅与位相信息. 关键词： 光谱位相相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

周期量级激光脉冲的Thomson散射

用经典辐射理论对线偏振周期量级激光脉冲的线性Thomson散射进行分析，从理论上得到它可产生亚阿秒脉冲的结论. 计算显示，在电子相对论因子为50、激光脉冲中心波长为1μm、归一化光场强度为0.01的情况下，用包含1.5个光周期的激光脉冲，可获得0.2as(半高全宽)的散射脉冲输出. 还对光场载波包络初相φ_ce和电子进入光场的初相φ_in对散射脉冲的影响作了分析讨论，结果表明，在适当的φ_ce和φ_in条件下，能实现单个阿秒脉冲输出，并可对脉冲宽度和频率进行调谐. 关键词： 线性Thomson散射 周期量级激光脉冲 载波包络初相 阿秒脉冲     

波长可调谐超短光脉冲的简便高质的生成技术

提出了一种以处于增益开关调制状态下的法布里珀罗(Fabry-Pérot)半导体激光器作为光源,采用简单的自激注入锁定方式,以生成波长可调谐的超短光脉冲的实验系统。该实验装置中,激光器的外腔包括两个串联在一起的布拉格光纤光栅,一个掺铒光纤放大器(EDFA),一个光耦合器和两个环行器,其作用是选模,以及增强并控制反馈回激光器内腔的光强。该实验系统简单而高效,在24nm的波长调谐范围内获得了边模抑制比高于40dB的单模光脉冲输出;而在1521.8nm和1550.0nm之间28.2nm的波长调谐范围内,边模抑制比高于35dB。所得到的各个单波长激光脉冲的时域半峰全宽为140~260ps,各个脉冲的光谱半峰全宽皆为0.1nm。