百太瓦级超短超强钛宝石激光装置

100TW级激光装置采用了全钛宝石的啁啾脉冲放大技术路线，可以输出3个不同功率段，以适应不同物理实验需求。前端系统是一个台面TW量级系统，主要包括钛宝石自锁模飞秒振荡器、Offner无像差展宽器、再生放大器、预放大器及主放大器。从前端系统主放输出的脉冲能量高达300mJ。为了克服再生放大器中的增益窄化效应及预补偿放大过程中引入的光谱振幅和位相畸变，在飞秒振荡器后应用一个可编程的声光色散滤波器（AOPDF）。AOPDF可以对脉冲光谱的振幅和位相进行主动的调制，补偿增益窄化效应及高阶色散引起的位相畸变。没有应用AOPDF进行预调制，则再生放大器输出的光谱宽度为25nm；当应用AOPDF进行适当调制后，再生放大输出的光谱宽度为40nm，因而最后的压缩脉冲可以获得更窄的压缩脉宽。     

20TW超短脉冲激光装置的研制

 介绍了基于啁啾脉冲放大技术的20TW全钛宝石超短脉冲激光装置的研制。该装置的主放大器采用全像传递的空间四程放大构型，可以保持良好的近场分布和提高能量转换效率。主放大器的钛宝石晶体为30mm×15mm，6台调Q倍频的YAG激光器泵浦。压缩后脉宽50fs，能量1J，峰值功率可达20TW，聚焦功率大于3×10¹⁸W/cm²。     

5 TW/40 fs级台式钛宝石激光系统研究

在TSA-25系统输出35 mJ,800 nm啁啾脉冲的基础上,建立了以钛宝石作为增益介质的二级啁啾脉冲放大(CPA)系统。使用0.6 J和1.6 J,532 nm,10 Hz Nd∶YAG激光抽运,输出脉冲能量达到500 mJ,经压缩脉冲宽度为41 fs,压缩器的能量转换效率为63%,峰值功率可达7.6 TW。通过对放大器系统的钛宝石晶体、抽运密度以及多通结构通道数的选择等实验,有效地提高了能量放大器的萃取效率。其主放大器能量萃取效率达到32%,整个系统占用尺寸不到10 m2。     

百太瓦级超短超强钛宝石激光装置研制

近年来，随着相关领域的发展,尤其是啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification．CPA）技术的出现，使得超短脉冲激光的峰值功率的进一步提高，输出功率已能达到百TW或PW以上，聚焦功率密度可达到10^2W／cm^2.CPA技术的基本思路是将非常窄的种子光脉冲在时域上展宽，然后在放大器中充分的提取能量，最后将激光脉冲压缩到接近初始的脉冲宽度．从而获得极高的峰值功率，如图1所示如此超高强度的激光脉冲，可以创造极端的物态条件，用于研究相对论领域的光与物质相互作用，如超快x光激光产生、超高次谐波产生、激光尾波场粒子加速、实验室天体物理学及快点火机制等。随着超短超强脉冲激光装置性能的提高和研究工作的进一步深入，超短超强脉冲激光将会在军事、科技和民用方面呈现广阔的应用前景。     

采用光谱展宽技术的钛宝石飞秒激光放大器

报道了飞秒激光啁啾脉冲放大器中的激光脉冲光谱展宽技术，实验中使用了几种光谱展宽元件，结果表明使用激光光谱展宽元件能有效地将飞秒激光脉冲 光谱展宽，抑制了飞秒激光放大器中常见的激光脉冲光谱增益窄化现象，从飞秒放大系统的振荡级输出28fs种子脉冲，放大后得到了重复频率为10Hz、峰值功率为1．6TW、脉冲宽度37．5fs的超短强飞秒激光脉冲 。     

双向泵浦钛宝石脉冲激光的多通放大

从基本理论出发,系统地计算分析了双向泵浦钛宝石激光放大器的增益特性,进而采用新的放大构型完成了啁啾脉冲八通放大实验,放大总增益近106,输出脉冲能量达0.8mJ。     

钛宝石飞秒激光的啁啾脉冲再生放大

根据多通放大理论计算分析了再生放大器的激光放大特性,并采用啁啾脉冲放大技术完成了钛宝石飞秒脉冲激光的再生放大实验,获得了2mJ的输出脉冲能量,增益大于106,对有关现象作了讨论。     

钛宝石飞秒激光的啁啾脉冲再生放大

根据多通放大理论计算分析了再生放大器的激光放大特性，并采用啁啾脉冲放大技术完成了钛宝石飞秒脉冲激光的再生放大实验，获得了２ｍＪ的输出脉冲能量，增益大于１０６，对有关现象作了讨论。     

两级钛宝石激光系统放大实验

 用两级多程放大构型进行了钛宝石脉冲激光的多程预放大和功率放大实验, 以倍频YAG为泵浦源, 当注入光能量为1nJ时输出脉冲能量达23mJ, 放大总增益大于10⁷。     

两级钛宝石激光系统放大实验

用两级多程放大构型进行了钛宝石脉冲激光的多程预放大和功率放大实验, 以倍频YAG为泵浦源, 当注入光能量为1nJ时输出脉冲能量达23mJ, 放大总增益大于107。     

Octave-spanning spectrum generation in Ti:sapphire oscillator

A Ti:sapphire oscillator emitting an octave-spanning spectrum that ranges from 460 to 1000 nm is demonstrated. To our knowledge, it is the first time that a supercontinuum as a whole measured after the output coupler extending beyond 500 nm in the blue end is generated from a femtosecond Ti:sapphire oscillator. In the Ti:sapphire oscillator operating in self-Q-switched and self-mode locked mode, two chirped mirrors and a prism pair were used for dispersion compensation. These experimental results would open a new option for the construction of simple continuum sources.     

An all-solid-state high power quasi-continuous-wave tunable dual-wavelength Ti：sapphire laser system using birefringence filter

This paper describes a tunable dual-wavelength Ti:sapphire laser system with quasi-continuous-wave and high-power outputs. In the design of the laser, it adopts a frequency-doubled Nd:YAG laser as the pumping source, and the birefringence filter as the tuning element. Tunable dual-wavelength outputs with one wavelength range from 700~nm to 756.5~nm, another from 830~nm to 900mn have been demonstrated. With a pump power of 23~W at 532~nm, a repetition rate of 7~kHz and a pulse width of 47.6~ns, an output power of 5.1~W at 744.8~nm and 860.9~nm with a pulse width of 13.2~ns and a line width of 3~nm has been obtained, it indicates an optical-to-optical conversion efficiency of 22.2{\%}.     

灯泵钛宝石激光器调Q运转

论述了色散棱镜谐振腔调Q运转方法。其中棱镜既起到波长调谐色散元件的作用 ,又起到Q开关起偏器的作用 ,省掉了制作难度大的宽带起偏器。为了使晶体高压随波长调谐同步运转 ,采用了单片机控制全反射镜驱动电源 ,同时也控制调Q电压 ,使全反射镜的转动与施加在晶体上的高压同步运行 ,达到了宽带调谐与调Q电压同步运转的目的 ,获得了波长调谐巨脉冲激光。实验中应用精确数字退压延迟技术和晶压与波长调谐同步运转方法 ,获得了激光脉宽 31ns、能量 2 70mJ的结果     

Temporal characteristics of Ti: sapphire laser pumped synchronously by bounded pulse train

A Ti: sapphire laser pumped synchronously by a bounded frequency-doubled pulse train of a pulsed mode-locked Nd : YAG laser was presented. The temporal characteristics of the laser and optimal conditions of generating stable ultrashort pulses are also given.     

飞秒超强激光多通预放大过程中的脉冲信噪比研究

从啁啾脉冲放大的基本理论出发,详细计算了啁啾脉冲在多通预放大中各个时间点的增益情况,并设计了一个十通预放大器进行了实验研究. 结果显示,在抽运通量为1.6 J/cm²的非饱和放大情况下,种子脉冲经过十通预放大之后信噪比由10^-5提高到10^-7. 这表明在非饱和抽运通量下,多通预放大器可以有效提高激光脉冲的信噪比. 关键词： 多通预放大 信噪比 飞秒钛宝石激光器     

闪光灯泵浦钛宝石可调谐激光器

为了提高灯泵钛宝石激光器的输出能量和效率，对灯泵钛宝石激光器进行了大量的试验研究工作。对国产氙灯进行了快速放电和寿命试验；测得了在不同放电电流密度情况下的氙灯发光光谱分布；试验采用双灯串接泵浦，双棱镜色散光学谐振腔，平平腔型，调谐范围为７５０～９５０ｎｍ，在中心波长８００ｎｍ处得到激光输出能量为８９３ｍＪ，电光转换效率为０．８９％。该激光器的阈值约为１５Ｊ。     

飞秒钛宝石光学频率梳的精密锁定

经相位锁定后的飞秒钛宝石光学频率梳已经广泛用于绝对光频的测量，这是光频标领域一个革命性的突破.在自建的90MHz飞秒钛宝石激光器的基础上首先采用光子晶体光纤将其光谱展宽到一个光倍频程，接着利用锁相环技术分别将重复频率和载波包络频移同时高精度地锁定到一台稳定度为6×10^－14的Cs钟上，进而得到了稳定度相同的飞秒光学频率梳.     

低阈值掺钛蓝宝石激光器实验研究

结合特殊的谐振腔设计和半导体可饱和吸收镜，建成了一台低阈值的自启动掺钛宝石激光器 . 分别用3％和12％的输出耦合镜，获得了阈值低至390mW和600mW的稳定锁模脉冲输出. 采 用12％输出耦合镜，在12W抽运时，输出平均功率为114mW，对应的典型脉宽为17fs，谱宽 为47nm. 相对于以往的低阈值克尔透镜锁模激光器，锁模工作的范围区域加宽，减小了操作 难度，提高了稳定性. 关键词： 低阈值 半导体可饱和吸收镜 克尔透镜锁模 掺钛蓝宝石激光器     

低阈值飞秒钛宝石激光器的理论研究

利用数值求解的方法，从理论上系统分析了决定钛宝石激光器锁模阈值的几个关键因素. 定 量分析了腔模对克尔效应的主导作用，并将光孤子模型引入低阈值锁模理论，分析了色散与 阈值的关系. 根据理论指导在实验上完成了一台阈值低至390 mW自启动飞秒掺钛蓝宝石激光 器. 关键词： 低阈值 掺钛蓝宝石激光器 克尔透镜锁模 光孤子