钛宝石再生放大器实验研究

分析了啁啾脉冲在钛宝石再生放大器中的能量增益与泵浦光及信号光光束口径的关系。并用不同能量的调Ｑ倍频ＮｄＹＡＧ激光器的５３２ｎｍ光为泵浦光，测量了２ＴＷ钛宝石激光系统中钛宝石再生放大器在无注入信号脉冲时和有注入信号脉冲时的脉冲建立时间及相应的输出能量大小。再生放大器的增益为２×１０７。     

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。     

用钛宝石再生放大器产生高重复率啁啾脉冲列

针对啁啾脉冲放大技术建成的钛宝石激光装置，提出一种获得高重复率激光脉冲列的方法.通过改变钛宝石再生放大器中泡克耳斯盒电光开关的传统工作模式，使得腔内放大的脉冲从某特定时刻起，每当在腔内往返一次就以一定的倒出比例（倒出率）倒出腔内脉冲能量的一部分，从而可以在有限的时间段内产生高重复率的啁啾激光脉冲列.基于Franz-Nodvik放大理论，建立了该高重复率再生放大器的理论模型，通过数值计算，系统地分析了初始增益、倒出时刻、倒出率对输出的脉冲序列的影响.在抽运功率为35mJ、倒出率为1/2的实验条件下，通过腔外的脉冲数量选择器，在一个抽运周期内的有限时间段内已获得了14个幅度相近、单脉冲能量约为0.02mJ、重复率为100MHz的啁啾脉冲序列.从此啁啾脉冲列中选取数个脉冲，通过10TW级的激光系统放大和压缩，已获得100MHz重复率的飞秒太瓦级脉冲列. 关键词： 高重复率 多通放大 啁啾脉冲放大 钛宝石激光器     

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。     

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 。     

钛宝石激光再生放大器的研究

最近,我们采用上海光机所生产的(5.2×5.5×10)mm 的钛宝石激光晶体作为再生放大器的激光介质,实现了钛宝石激光再生放大器的运转.获得了1.2mJ 的能量输出.再生放大器的泵浦源是调 Q 的倍频 Nd:YAG 激光器,它的输出光脉冲宽度小于10ns,脉冲重复频率为10Hz,实验中为避免损伤晶体,采用的泵浦能量为50mJ.种子脉冲来自于自锁模钛宝石激光器,种子脉冲首先经过光栅展宽后再注入到再生脉冲,然后进行放大.注入的种子脉冲能量为1nJ,再生腔为平凹腔,R 为4m,腔长为1.65m.再生放大器的实验结果如图所示.     

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。     

高功率钛宝石激光放大器理论研究

从麦克斯韦方程出发，建立了宽带高功率激光放大系统的理论模型，同时用数值方法对宽带和窄带高功率激光放大器进行了计算，讨论了增益变窄效应在放大系统中对放大脉冲的影响，从理论上提出并验证了消除由放大介质发射截面不对称对脉冲造成的畸变的方法。论文对正确设计高功率激光驱动器也具有一定指导价值。     

基于大基模体积的10mJ飞秒钛宝石激光再生放大器

文章报导了基于大基模体积的高能量飞秒钛宝石激光再生放大器的设计与实验研究,在重复频率10 Hz、抽运能量60 mJ的激励下,得到了单脉冲能量17.4 mJ的种子脉冲放大结果,压缩后的脉冲宽度为40.6 fs,能量为13.9 mJ.借助于此大基模体积再生腔,仅增加一级多通放大,实现了峰值功率达1.9 TW飞秒激光脉冲输出.结果表明,大模体积再生放大不仅降低了后续放大对抽运能量的要求,也可以单独压缩实现再生腔直接输出10 mJ量级的飞秒激光脉冲,是大能量高峰值功率飞秒激光系统的优质前端.     

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。     

Ti:sapphire Regenerative Amplifier at 1.056 μm

The design and performance of a Ti:sapphire regenerative amplifier operating at 1. 056 μm are described. A laser pulse with an initial pulsewidth of 100 fs is amplified to ≥1.5 mJ in the amplifier after firstly stretched to 850 ps. The amplified pulse can be re-compressed to ～300 fs with energy of ～1 mJ. Loss of the spectrum happens in the regenerative cavity since bandwidth of the coat of optics in the cavity is not enough adequate.     

自启动,长时间稳定,低功率泵浦的超短脉冲掺钛蓝宝石激光器

接钛蓝宝石晶体具有宽增益带（660～1100um）和大的增益截面（～3×10－19cm2），因此用掺钛蓝宝石激光器极易产生超短脉冲、高功率激光。主动锁模、被动锁模、对撞脉冲锁模、耦合腔锁模（APM）以及同步泵浦锁模的掺钛蓝宝石激光器，都已实现超短脉冲激光输出。更引人瞩目的是在掺钛蓝宝石激光器上采用自锁模技术，来获得超短脉冲激光。自锁模掺钛蓝宝石激光器的结构简单、运行稳定，已被广泛应用。目前国际上自锁模掺钛蓝宝石激光器产生的最短脉冲为8．5fs’‘’，对应的光谱宽度为151urn。掺钛蓝宝石激光器能自锁模产生超短脉冲的机理一…     

Broadband spectral shaping in a Ti:sapphire regenerative amplifier

A birefringent crystal quartz plate of known thickness has been used as a spectral filter for spectral shaping in a Ti:sapphire regenerative amplifier. The spectral profile of the amplified pulse ejected from the regenerative amplifier was observed while adjusting the birefringent crystal plate in the cavity. By altering the gain spectrum, the bandwidth of the regeneratively amplified pulse was increased from 18 to 35 nm by using a 0.34-mm thick birefringent plate. The output pulse spectrum from the regenerative amplifier neared the bandwidth of the seed pulse. As a comparison, we used a coated filter outside the regenerative amplifier cavity, and the bandwidth of the regeneratively amplified pulse was stretched to 28 nm. When the bandwidth was stretched to 35 nm, the pulse was compressed to 35 fs.     

采用环形再生腔结构的飞秒激光啁啾脉冲放大研究

采用环形再生腔结构的啁啾脉冲放大技术方案, 在重复频率100 Hz,单脉冲能量33.1 mJ的532 nm激光抽运下, 从钛宝石激光中获得了单脉冲能量9.84 mJ的放大输出, 对应的斜效率达33.1%.在重复频率10 Hz的情况下, 同样获得了单脉冲能量为9.64 mJ, 对应斜效率达36.8%的高效率放大结果. 通过色散补偿压缩该啁啾激光脉冲后的单脉冲能量为6.36 mJ, 脉冲宽度为59.7 fs. 测量结果表明典型的能量不稳定度为1.85%. 关键词： 啁啾脉冲放大 再生放大 飞秒激光 环形腔     

环形腔自锁模掺钛蓝宝石激光器

实现了环形腔掺钛蓝宝石激光器的自锁模运转。在双向同时锁模时获得脉宽为３６ｆｓ的锁模脉冲；在单向锁模时得到脉宽为３２ｆｓ的锁模脉冲。并对激光器的运转特性进行了分析。     

自锁模钛宝石激光器多脉冲运转特性研究

对自锁模钛宝石激光器中多脉冲的特性和成因进行了较详细的分析，提出了腔内脉冲周期性散射减弱了腔内自振幅调制的理论模型。据此所作的数值模拟结果，很好地解释了实验现象。