亚10飞秒脉冲的诊断与压缩

采用二次谐波-频谱分辨光闸法对克尔透镜锁模钛宝石激光器输出的飞秒脉冲的振幅和相位 进行诊断，测得其脉冲包络是双曲正割型的，而相位则近似为时间的三次幂形式. 通过对脉 冲频域相位的拟合，诊断出二阶群速度色散是造成脉冲啁啾、导致脉冲展宽的主要原因. 利 用棱镜对补偿二阶群速度色散，进一步将17 fs啁啾脉冲压缩至半高全宽为8.5 fs的近似转 换极限脉冲. 关键词： 飞秒脉冲 二次谐波-频谱分辨光闸法 群速度色散     

用蓝色光二极管测量掺钛蓝宝石飞秒激光脉冲宽度

用蓝色光二极管双光子跃迁光电流信号测量掺钛蓝玉石飞秒激光脉冲宽度，实验高精度地记录了二阶干涉自相关曲线及其精细结构，由于用蓝色二极管双光子跃迁代替了常用的二次谐波，而且光信号直接转化为电信号，从而使飞秒激光脉冲宽度的测量大为简化。     

高效、高峰值功率蓝光飞秒脉冲产生研究

分析计算了利用棱镜组引进频谱空间啁啾来补偿谐波倍频晶体的相位失配.结果表明,光谱 存在空间啁啾时,选择合适的透镜可在一定程度上补偿由于飞秒光脉冲的宽谱带引起的相位失配.采用此方法在实验上用自制的飞秒自锁模钛宝石激光器和BBO倍频晶体进行了二次谐波 倍频的研究,结果产生倍频蓝光的转换效率高达63%,蓝光平均输出功率达320mW,中心波长 为420nm,光谱带宽达5.5nm,可支持33.6fs的光脉冲.利用钛宝石激光器中的棱镜对进行波 长调谐,可使蓝光脉冲产生404—420nm的调谐范围. 关键词： 飞秒蓝光脉冲 空间啁啾补偿 二次谐波产生 转换效率     

啁啾脉冲频谱相位的测量方法

啁啾脉冲频谱干涉仪(CPSI)是一种单发超快诊断仪器,其中采用大啁啾量的参考、探测脉冲并准确测量其频谱电场是仪器同时实现超高时间分辨和大量程测试的关键因素。基于变换极限飞秒脉冲和啁啾脉冲之间的频谱干涉,通过理论和数值计算研究提出了一种用于大啁啾量脉冲的频谱相位测量的线性光学测量方法,称之为非对称频谱干涉法。研究表明,当利用非对称频谱干涉法测量啁啾脉冲频谱干涉仪中的啁啾脉冲频谱相位时,时间延迟的平移误差和相对较小的飞秒脉冲啁啾会使测量结果产生一阶相位误差,并由此导致啁啾脉冲频谱干涉仪测量时域信号的结果产生时间上的平移,但是所测信号的相对时间演化过程不受其影响。     

用干涉自相关导数谱图明确超短脉冲啁啾方向

提出了新型的确定超短激光脉冲啁啾方向的方法,采用对二次十涉自相关(IAC)中的基频信号求一阶导数,得到干涉自相关导数谱图(D-IAC).利用该导数谱图对啁啾方向有很高灵敏度的特性,通过对高斯型强度分布的线性啁啾、平方啁啾及立方啁啾脉冲进行数值计算与模拟,得到导数谱图的峰与谷分别对应啁啾的负与正.找到了判定啁啾正负的方向因子,即正弦函数因子,并通过实验证实用十涉自相关导数谱图可明确超短激光脉冲啁啾方向,且干涉白相关导数谱图能用丁超短激光脉冲啁啾方向的检测.     

飞秒紫外激光脉冲振荡的实验研究

本文讨论了采用空间光脉冲光谱的啁啾特性和选择聚焦透镜焦距相结合的技术大大提高二次谐波转换效率和产生紫外飞秒光脉冲的实验研究.采用一类相位匹配的BBO晶体,当飞秒钛宝石光脉冲平均功率为560mW时,二次谐波输出功率为352mW,二次谐波转换效率高达63%;采用一类相位匹配的LBO晶体时,获得高光束质量的倍频蓝光输出,输出平均功率为170mW,转换效率大于30%.运用LBO倍频产生的蓝光脉冲和剩余的基频光脉冲进行了三次谐波的振荡研究.三倍频晶体采用BBO,通过优化设计倍频光与基频光之间的空间模匹配及精确时间延迟,得到飞秒紫外光输出,输出功率为2mW,中心波长约为280nm,重复率为100MHz.     

F－P滤波窗在半导体光孤子源中的作用

利用光谱窗滤波法对增益开关半导体激光器输出光脉冲消啁啾进行了理论分析，在线性啁啾近似下得到了啁啾光脉冲经Ｆ－Ｐ后的谱宽表达式，给出了经Ｆ－Ｐ后光脉冲的宽度、波形以及自相关测量时的波形因子与Ｆ－Ｐ参数的关系曲线．实验结果与理论分析基本一致．     

F—P滤波窗在半导体光孤子源中的作用

利用光谱窗滤波法对增益开关半导体激光器输出光脉冲消啁啾进行了理论分析，在线性啁啾近似下得到了啁啾光脉冲经Ｆ－Ｐ后的谱宽表达式，给出了经Ｆ－Ｐ后光脉冲的宽度，波形以及自相关测量时的波形因子与Ｆ－Ｐ参数的关和纱曲线，实验结果与理论分析基本一致。     

频域标定飞秒脉冲干涉自相关迹及钛宝石振荡器实时啁啾监测

采用频域处理的方法首次在频域标定飞秒激光脉冲干涉自相关迹的时间扫描.计算被测脉冲的均方根宽度和啁啾参数，并以此为依据在实验中优化钛宝石振荡器的调节从而获得接近变换极限的115fs脉冲.该方法只涉及到数值积分和快速傅里叶变换，在实验中完全可以用于实时监测振荡器的运行情况. 关键词： 频域标定 钛宝石振荡器 飞秒脉冲 干涉自相关迹     

二次谐波产生中入射啁啾脉冲对相位的影响

讨论了基波为叔率啁啾脉冲的二次谐波产生过程，结果表明选取合适的啁啾参量可以提高二次谐波的光强，但同时会使其波形和相位发生变化，三次相位的畸变主要取决于入射的基波啁啾脉冲，而与相位匹配的失谐量关系不大。     

Step-changed period chirped long-period fiber gratings fabricated by CO2 laser

A CO₂ laser and point-by-point method are used for fabricating step-changed period chirped long-period fiber gratings (LPFG). Several types of period chirped LPFGs have been demonstrated, such as, linearly chirp, peak-shape chirp, and cascaded linearly chirp. Unlike uniform LPFGs, the spectrum change such as multiple attenuation peaks, broader spectrum can be seen in these chirp gratings, and the spectral shape can be controlled by the grating period. Especially, the cascaded linearly chirped LPFGs performs a multi-peak as interference between the core mode and cladding mode, which can be used as multi-wavelength filters in fiber optic communication and fiber optic sensors. Also, a linear tuning range of 1.6 nm with -0.559 pm/με tuning rate is achieved in these types of devices by applying an axial strain.     

用等值宽度法测量fs脉冲宽度

本文提出利用等值宽度测量fs光脉冲持续时间的方法.给出了脉冲形状为sech~2 (t/T)、exp(-2t~2/T~2)和exp(-2|t|/T)的干涉相关曲线上包络与相应二阶强度相关曲线半宽度等值的位置,它们分别是3.984、4.875和4.928.定义了两种相关测量的临界延迟速度.理论分析与实验结果符合得很好.所得结果表明,该测量方法可将常规超短脉冲相关测量的时间分辨率提高几倍至几十倍.     

High-power third-harmonic flat pulse laser generation

The generation of a high-power laser pulse at 266 nm that is longitudinally shaped according to a prefixed intensity profile is reported. The main features of the pulse shape modifications due to second- and third-harmonic conversions are measured, and the results are in good agreement with the theory. The UV temporal shape depends on the chirp of the fundamental pulse and on the crystal phase-matching angle. Exploiting the large stretching imposed on the third-harmonic signal, we show that the pulse intensity profile can be obtained by spectral single-shot measurements.     

Numerical study on adiabatic compression of ultrashort fundamental solitons in an erbium-doped fiber amplifier

In this paper, the compression and amplification of fundamental solitons in an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) are investigated by using the numerical method. The results show that the unchirped fundamental solitons can be compressed and amplified by selecting an appropriate length of the EDFA when the peak gain of the EDFA is fixed, and the compression and amplification satisfy the adiabatic condition. Furthermore, the fundamental solitons with appropriate positive chirp parameters can be compressed and amplified effectively by selecting an appropriate length of the EDFA, but the pulse compression cannot satisfy the adiabatic condition. Moreover, the compression of the fundamental solitons with negative chirp also cannot satisfy the adiabatic condition, and the compression effects are very poor. Thus, the chirp should be reduced before adiabatic compression using the EDFA.     

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。     

Optical coherence pulsed interferometry: shaping probe pulses in time-domain interferometry

The autocorrelation of a modulated coherent light source is used as a probe pulse in a time-domain interferometry scheme. With respect to conventional techniques, higher flexibility in selecting the shape of the probe pulse can be achieved by simply acting on the modulation parameters. The complex amplitude of short pulses propagating through a generic optical device can be directly measured, with no need for fast sampling and time synchronization. The potentialities of the technique are shown by reporting measurements of amplitude distortion, group delay, and frequency chirp of optical pulses transmitted through integrated ring resonators.     

光学频率梳基于光谱干涉实现绝对距离测量

详细分析了光学频率梳光谱干涉的原理, 建立了较全面的光谱干涉的数学模型, 为实现绝对距离测量提供理论分析基础. 基于光谱干涉, 指出通过光谱干涉条纹的振荡频率, 即一次傅里叶变换, 可以实现绝对距离测量, 数值模拟结果表明, 最大测量误差为1.5 nm; 提出了一种等效的多波长并行零差干涉的方法, 分析了多波长并行零差干涉法的测距原理. 数值模拟结果表明, 多波长并行零差干涉法的最大误差为8.7 nm; 通过脉冲啁啾实现绝对测距, 分析了基于脉冲啁啾实现绝对测距的原理, 数值模拟结果表明, 最大测距误差为5.3 nm.     

磁光光纤中光脉冲的非线性传播特性研究

根据光纤中磁光效应与非线性效应的微扰理论,推导了磁光光纤中光脉冲的非线性耦合模方程,比较了修正的分步傅里叶算法中磁光效应的时域和频域处理方案,表明了在步长足够小的情况下,两种方案的结果一致.分析了磁光效应、光纤非线性以及色散对光脉冲传输特性的影响,通过改变磁光耦合强度,不但可以灵活控制脉冲形状,还可以改变非线性引起的频率啁啾大小,有助于实现基于光脉冲展宽的动态整形功能.本文给出的理论分析方法,有助于开发可用于光纤通信、光纤传感等领域的基于非线性磁光光纤的新型磁光信息处理器件.     

To measure chirped ultrashort laser pulse by the Talbot effect of a grating

We study the Fresnel diffraction of a phase grating under the illumination of a chirped femtosecond laser pulse. Using spatial spectrum theory, first we extract the central wavelength signal from the diffraction wave of the chirped pulse through a diaphragm. Then the central wavelength waves are directed to interfere in remote regions by two reflectors. The interference stripes at different distance will be exactly the same in interference region. Since the intensity distribution of the stripes is related to the chirp parameter of the femtosecond pulse, through measuring the stripe intensity distribution, we can indirectly detect the chirp parameter of the femtosecond pulse.     

光纤Fabry-Perot谐振腔的精细度对相位灵敏度的影响

分析了光纤Fabry-Perot谐振腔的工作原理及其工作点的选择问题，推导了谐振腔的光学相位灵敏度与精细度的关系，给出了理论公式及曲线，并与光纤Math-Zehnder干涉进行了对比，指出了在相位灵敏度上两者的巨大差距，证明了光纤Fabry-Perot干涉的独特优点.介绍了光纤Fabry-Perot干涉的实验系统，提出了检测及计算Fabry-Perot谐振腔有效精细度的方法，实验结果与理论仿真基本吻合.