宽谱带飞秒激光超连续谱特性的研究

利用高增益、低色散飞秒激光放大器研究了多种非线性介质的超连续谱特性,获得宽谱带飞秒激光超连续谱。 关键词：     

光子晶体光纤超连续谱产生的实验研究

报道了利用掺钛蓝宝石飞秒激光器产生重复频率为80MHz,脉宽为10fs的超短激光脉冲在10cm长光子晶体光纤产生超连续谱的实验,获得展宽范围为450nm到1100nm的连续谱。实验中观察到孤子自频移和高阶孤子分裂现象,非孤子辐射与随后光谱向短波方向的拓展有密切关系。     

温度对飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝产生的超连续谱的影响

利用飞秒激光脉冲在NaCl溶液中成丝,研究了溶液温度对飞秒激光成丝过程中产生的超连续谱的影响.发现在激光脉冲能量较低时,溶液温度对超连续谱的影响几乎可以忽略;而在激光脉冲能量较高时,随着NaCl溶液温度的升高,超连续谱呈现出被压缩的趋势.此外,在激光脉冲能量较高的情况下, NaCl中会产生大量的气泡.通过分析,得出了飞秒激光在溶液中成丝产生的气泡是影响超连续谱发射的主要因素.     

波长调谐干涉测量的相移标定方法

基于菲索干涉的变频相移技术,提出一种分步相移标定方法.生成n组t步相移干涉图,每步相移为π/2;将每步的n组干涉图分别与初始干涉图做相乘和傅里叶变换运算,在此基础上构建每步相移的误差函数;通过求取误差函数极值点来实现对每步相移值的准确标定.结果表明,该标定方法的标定准确度优于传统标定方法,且标定准确度提高了2~3个数量级.该方法不仅避免了传统相移标定中存在的随机误差,也彻底消除了累积误差.     

光子晶体光纤产生飞秒超连续谱的实验研究

研究了飞秒脉冲经过光子晶体光纤时超连续谱产生的物理机制。采用输出波长可调谐的钛宝石光参量放大器作为泵浦源,光纤光谱仪测量不同泵浦功率和不同泵浦波长条件下光子晶体光纤产生的超连续谱的光谱图,对进行了归一化处理后的不同泵浦功率和不同泵浦波长条件下的超连续谱进行对比,分析影响光子晶体光纤超连续谱差异的物理机制。实验结果表明,当泵浦波长不变时,随着入射泵浦脉冲平均功率的增大,波峰增多,谱宽也逐渐加宽并伴随着出现能量向短波方向集中的现象,泵浦功率到达一定强度时,超连续谱的宽度最后到达饱和,谱的包络趋于稳定;入射光功率稳定在300 mW时,超连续谱的宽度和形状皆受到泵浦波长影响,在760～840 nm范围内,泵浦波长越长,波峰数越多,泵浦脉冲波长离零色散点越近,光子晶体光纤产生的超连续谱谱宽会越宽,超连续谱的形状相对越平坦。     

超连续谱注入飞秒光参量放大实验研究

 提出了一种很有特色的基于超连续谱注入的飞秒光参量放大技术,该种技术方法不仅克服了常规1 053 nm脉冲在前端小能量放大时的增益窄化现象,而且可实现800 nm激光和1 053 nm激光的零时间同步。通过系统的实验研究,获得了大于4 mJ的1 053 nm宽带信号光能量     

超连续谱注入飞秒光参量放大实验研究

提出了一种很有特色的基于超连续谱注入的飞秒光参量放大技术,该种技术方法不仅克服了常规1 053 nm脉冲在前端小能量放大时的增益窄化现象,而且可实现800 nm激光和1 053 nm激光的零时间同步。通过系统的实验研究,获得了大于4 mJ的1 053 nm宽带信号光能量     

相移全息干涉计量的统计分析

本文从统计光学的角度对相移全息干涉计量原理进行了详细的分析,指明由于变形过程中面内位移引起的散斑消相关效应的存在,使相位测量产生随机误差,误差的大小由面内位移量的大小决定,且这种误差不随相移计量过程中采样次数的增加而减小。提出了几种提高相位测量精度的有效方法,给出了相应的实验结果。     

飞秒脉冲振幅和相位的无干涉条纹重构法测量

对作者所提出的无干涉条纹直接电场重构测量飞秒脉冲的振幅和相位的新方法作出进一步理论分析,并通过实验测量说明该方法的优越性.该方法克服了传统的SPIDER方法的弊病,能得到一组无干涉条纹的图像,排除传统方法必须使用傅里叶变换滤波消除干涉条纹而引进的系统误差,使得该方法能够采用较简便设备且能较准确测量飞秒脉冲强度轮廓和相位.最后给出同一条件下新方法和传统SPIDER方法分别重构的脉冲强度自相关曲线与实验测量结果的比较,以说明新方法的有效性和优越性. 关键词： 光谱相位相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

飞秒脉冲振幅和相位的无干涉条纹重构法测量

对作者所提出的无干涉条纹直接电场重构测量飞秒脉冲的振幅和相位的新方法作出进一步理论分析，并通过实验测量说明该方法的优越性.该方法克服了传统的SPIDER方法的弊病，能得到一组无干涉条纹的图像，排除传统方法必须使用傅里叶变换滤波消除干涉条纹而引进的系统误差，使得该方法能够采用较简便设备且能较准确测量飞秒脉冲强度轮廓和相位.最后给出同一条件下新方法和传统SPIDER方法分别重构的脉冲强度自相关曲线与实验测量结果的比较，以说明新方法的有效性和优越性.     

Full Bandwidth Measurement of Supercontinuum Spectral Phase Coherence in Long Pulse Regime

Abstract

This article reports that spectral phase coherence in the supercontinuum in long pulse regime can be measured simply and effectively by using an interference technique with the help of a Mach–Zehnder interferometer. It is also demonstrated that chromatic dispersion on the fringe visibility of interference spectral patterns is overcome in the setup. The technique is applied to characterize supercontinuum spectral phase coherence in a highly non-linear optical fiber with different input conditions: unseeded, coherent seeded, and incoherent seeded picosecond pumps. The results confirm the phase coherence characteristic predicted theoretically in previous studies.     

Spectral Phase and Intensity Evolutions of Supercontinuum Generation in a Biconical Tapered Fiber

Supercontinuum (SC) spectrum generation in a biconical tapered fiber is theoretically studied by taking into account the varying dispersion characteristics. Our numerical model is based on the extended nonlinear Schrödinger equation including higher-order dispersive terms, self-steepening, and Raman nonlinearity terms. We demonstrate how the group velocity dispersion and effective core area vary in the input taper region, which is significant for the broadening of the SC spectrum in the subsequent waist region. The evolutions of the unwrapped spectral phase and the spectral intensity along the transition and waist regions of the tapered fiber are also investigated in detail. It is found that the output taper has a considerable effect on the nonlinear variation of the spectral phase, e.g., 6.5 rad/THz in the infrared range of 280–300 THz (i.e., 1071–1000 nm in wavelength) and 21 rad/THz in the visible range of 600–620 THz (i.e., 500–484 nm).     

块状介质超连续谱光谱稳定性的理论优化

用变分法讨论了飞秒脉冲在块状透明介质中超连续谱的产生，结合频谱展宽与非线性相移的关系，讨论了块状介质的长度、抽运光的功率、光束口径、透镜的焦距以及介质与透镜的相对位置对超连续谱光谱宽度和光谱稳定性的影响，结果表明入射功率为几倍自聚焦阈值功率时，超连续谱光谱稳定性最好。为实验上获得稳定的超连续谱光谱输出提供了理论指导。     

利用光子晶体光纤产生超连续飞秒激光光谱

将单脉冲能量约为2．5nJ、脉宽为25fs、对应峰值功率为0．1MW的的800nm钛宝石激光耦合到长为10mm，芯径为1．8μm的光子晶体光纤中，产生了耦合效率约为17％、谱宽覆盖可见光及近红外波段的超连续光谱。     

基于光子晶体光纤和拉锥式单模光纤的超连续光谱产生的实验研究

本文使用重复频率为250 MHz、脉冲宽度为135 fs、最大功率为2.2 W的锁模掺镱光纤激光作为种子源,利用光子晶体光纤和自制的拉锥式单模光纤两种高非线性光纤研究了超连续光谱的产生特性,通过对比两种光纤的结构、色散等特性,分析了拉曼孤子、色散波及其他非线性效应对产生的超连续谱形状的影响,并均得到了大于一个倍频程的超连续光谱,特别是拉锥式单模光纤产生的超连续光谱,耦合效率达到60%,这为众多研究领域,尤其是光学频率梳的建立提供了实用的超连续光源.     

两种光谱相位相干电场重构法对复杂脉冲测量的准确度比较

借助数值模拟的方法，比较了传统的光谱相位相干直接电场重构(SPIDER)法和延时受控无条纹光谱相位相干电场重构(DCFF-SPIDER)法对复杂脉冲测量准确度的差异，并分析其内在的原因.理论计算表明，传统SPIDER方法在测量光谱和相位结构存在突变的复杂脉冲时，通常会出现一定程度的偏差，而DCFF-SPIDER方法能够保持很高的准确度. 关键词： 光谱相位相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

飞秒激光诱导二氧化钛金红石单晶相变的拉曼光谱研究

利用显微拉曼光谱仪研究了近红外飞秒激光脉冲诱导二氧化钛金红石单晶所引起的相变。实验发现当激光的平均功率为300 mW时,随着辐照时间的增加,金红石相的Eg模式强度增强,而A1g模式强度减弱,由此得出激光诱导晶体产生了色心;辐照时间为10 s时,锐钛矿相出现;并且随着辐照时间的增加,锐钛矿相的拉曼振动模式强度增强,金红石相的减弱。然而当辐照时间确定为1/63 s时,随着激光功率的增加,金红石Eg模式强度与A1g模式强度的比值增加,而没有锐钛矿相出现。     

块状介质超连续谱相位的相干特性

块状介质超连续谱由一系列复杂的非线性过程产生。用两路飞秒泵浦光聚焦到熔石英玻璃上得到两束独立的超连续谱,实验上观察到它们形成的稳定干涉条纹;改变两路泵浦光的时间延迟,得到共线超连续谱形成的频率梳。实验证明,块状介质超连续谱的产生保持了泵浦光的相位锁定关系,泵浦光能量抖动和介质的缺陷都不会对超连续谱的相位带来明显的扰动。