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 。     

可编程声光色散滤波器在10 Hz飞秒再生放大系统中的应用

报道了在10 Hz飞秒再生放大超快激光系统中,运用可编程声光色散滤波器(AOPDF)对注入再生放大的种子光进行频谱整形和色散预补偿,使钛宝石激光系统输出光脉冲谱线半峰全宽由原来的38 nm展宽到66 nm,压缩后输出脉冲宽度从35 fs减小到20 fs。实验结果表明,利用可编程声光色散滤波器能够同时独立进行光谱整形和大范围内色散补偿的特性,可以有效抑制啁啾脉冲放大过程中存在的谱线增益窄化效应,补偿钛宝石激光系统中存在的残留色散。这为进一步研制小于20 fs,10 TW量级钛宝石激光系统奠定了基础。     

用于OPCPA高展宽比的展宽器

 根据öffner展宽器的原理和设计,进行了光学参量啁啾脉冲放大系统中信号光脉冲展宽的实验研究。通过数值方法,合理地选择了展宽器光学元件的各项参数,即光栅常数为1 800 (102 mm×102 mm),凹面镜曲率半径为1 000 mm,凸面镜与凹面镜之间的距离为653 mm,信号光入射角为51.05°。实验结果表明,优化后的öffner展宽器可以将脉宽为30 fs的信号光脉冲展宽到545 ps, 展宽比为18 167,满足OPCPA放大的需要。     

100 TW级超短超强钛宝石激光装置

 介绍了基于啁啾脉冲放大（CPA）技术的100 TW级钛宝石激光装置SILEX-I。SILEX-I装置主要包括飞秒振荡器、Offner展宽器、多级放大器、以及对应的脉冲压缩器和靶室等。该装置可以输出5,30,100 TW级3个功率段,并分别配套相应的靶室系统,可以满足多种物理实验的需求。目前该装置的末级输出峰值功率达到286 TW,脉宽29.8 fs,靶面聚焦功率密度达到3.36×1020 W/cm²。     

ffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了 ffner展宽器的色散特性 ,给出了展宽脉冲随 ffner展宽器系统参数变化的关系 .据此在实验上建立了一台 ffner飞秒展宽器系统 ,将 19fs的种子脉冲无色差展宽至 6 0 5ps ,测量结果与理论计算一致 .     

Oeffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了Oeffner展宽器的色散特性，给出了展宽脉冲随Oeffner展宽器系统参数变化的关系．据此在实验上建立了一台Oeffner飞秒展宽器系统，将19fs的种子脉冲无色差展宽至605ps，测量结果与理论计算一致．     

基于交叉偏振波产生的脉冲净化技术研究与应用

本文利用交叉偏振波产生技术(XPW)对800 nm波段钛宝石飞秒激光器输出的激光脉冲进行时域净化, 提高脉冲时域对比度, 并测量验证了10¹¹对比度的脉冲, 达到测量仪器的动态范围极限, 比初始脉冲时域对比度有三个量级的提高, XPW的效率为22%. 同时发现净化后脉冲光谱宽度也得到一定展宽, 进一步利用啁啾镜对和补偿片对净化后的脉冲进行色散补偿, 得到25 fs脉宽的脉冲. 利用该净化后的激光脉冲作为种子注入已有的太瓦级钛宝石啁啾脉冲放大系统中, 在输出脉冲能量250 mJ, 宽度50 fs, 对应峰值功率5 TW的情况下, 在主脉冲前100 ps以外的范围内测量验证了10¹¹的脉冲对比度.     

Öffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了(O)ffner展宽器的色散特性,给出了展宽脉冲随(O)ffner展宽器系统参数变化的关系.据此在实验上建立了一台(O)ffner飞秒展宽器系统,将19 fs的种子脉冲无色差展宽至605 ps,测量结果与理论计算一致.     

(O)ffner展宽器高倍率展宽脉冲的理论与实验研究

在理论上分析了(O)ffner展宽器的色散特性,给出了展宽脉冲随(O)ffner展宽器系统参数变化的关系.据此在实验上建立了一台(O)ffner飞秒展宽器系统,将19 fs的种子脉冲无色差展宽至605 ps,测量结果与理论计算一致.     

超短脉冲激光经透射型体Bragg光栅的时域特性

利用Kogelnik耦合波理论对超短脉冲激光经透射型体Bragg光栅的时域衍射特性进行了研究,讨论了透射型体Bragg光栅的群延迟色散和光栅结构参数之间的关系,分析了群延迟色散和频谱剪切对衍射脉冲时域强度分布的影响.结果表明:当入射超短脉冲脉宽为100fs时,经透射型体Bragg光栅衍射后的脉冲展宽主要源自光栅对入射脉冲的频谱剪切,当入射超短脉冲脉宽为10fs时,衍射脉冲的展宽量不仅受频谱剪切的影响,而且与光栅的群延迟色散密切相关.     

(O)ffner展宽器曲面镜误差对输出脉冲对比度的影响

在(O)ffner展宽器的设计研究中,对曲面镜曲率半径的误差研究非常重要,它直接影响输出脉冲的质量.因此有必要分析(O)ffner展宽器中曲面镜曲率半径的误差对输出脉冲对比度的影响.参考(O)ffner展宽器的光线追迹模型,建立了(O)ffner展宽器中曲面镜曲率半径存在误差时的光线追迹模型;根据建立的模型.详细分析了曲面镜曲率半径的误差对输出脉冲质量的影响;发现在目前曲面镜曲率半径的加上误差在0.2%～0.5%的情况下,完全可以满足神光Ⅱ拍瓦激光装置中对展宽器的要求;同时发现如果曲面镜曲率半径存在误差时,应该尽量使两曲面镜之间的距离保持为凹面反射镜曲率半径的一半,而不是使两曲面镜保持同心.     

Ultrafast thin-disk Yb:KY(WO4)2 regenerative amplifier with a 200-kHz repetition rate

We report an Yb:KYW thin-disk amplifier system that provides ultrashort pulses in the 10-microJ energy range at high repetition rates. The thin-disk concept uses large laser beam cross sections to avoid high peak intensities. Without using a traditional diffraction-grating stretcher, pulse energies of approximately 9 microJ with pulse durations of 280 fs at repetition rates of 200 kHz were generated.     

A novel confocal optical pulse stretcher for laser pulses

We present an analytical and experimental study of a novel confocal optical pulse stretcher (COPS). The simple and passive pulse stretcher consists of two concave mirrors and a scraper beam-splitter and its optical configuration ensures a perfect spatial overlapping of laser pulses at the beam-splitter. The pulse stretcher is compact and suitable for laser pulses of large divergences. The confocal optical pulse stretcher is demonstrated on a pulsed copper vapour laser to convert a 40 ns (1/e² % points) pulse into a 55 ns with reduction of peak power by a factor of 1.375 without loss of pulse energy.     

Spectral-Phase-Modulated Cross-Polarized Wave for Chirped Pulse Amplifier with High Contrast Ratio

We demonstrate a high-quality cross-polarized-wave filter based on spectral phase modulation. Driven by wellcompressed spectral-phase fully-compensated fundamental laser pulses, the filter stretches the pulse bandwidth from 35 nm to 70 nm with a conversion efficiency of 20%. After implementing the filter into a femtosecond TW Ti:sapphire laser system, we generate 40 mJ output pulse energy with pulse duration of 18.9 fs. The temporal contrast of the compressed pulse is enhanced to 10~9.     

空气中激光等离子体通道的三次谐波光谱特性研究

对不同条件下强激光在空气中形成等离子体通道的三次谐波光谱特性进行了研究。单脉冲能量12 mJ,脉宽30 fs,重复频率10 Hz,中心波长795 nm的飞秒激光脉冲经0.5 m焦距的凹面镜聚焦,在空气中形成了等离子体通道, 并在前 向观测到谱线半峰全宽（FWHM）为15 nm的三次谐波。随着脉冲啁啾的变化,三次谐波的光谱出现红移或兰移,当激光脉冲附带+1.3×105fs2的二阶色散时,三次谐波谱线红移且谱峰强度增长了两倍。同时 ,通过改变可编程声光色散滤波器（AOPDF）光谱调制的位置（Hole position）,三次谐波的光谱也发生频移。     

Spatially-uniform temporal recompression of intense femtosecond optical pulses

A specially designed telescope with defocusing lens and off-axis parabolic mirror, which is working as a nonlinear element and producing self-phase modulation, was implemented for intense (3.1?TW/cm²) Fourier Transform Limit femtosecond laser pulses with Gaussian beam profiles. The pulse spectrum was broadened quasi- homogeneously over the beam cross-section due to the change in the lens thickness compensating for the reduction of the beam intensity from its center to periphery. In experimental demonstrations a set of chirped mirrors allowed for the spectral phase correction to a final pulse compression of 20?fs from 40?fs.     

Generation and focusing of submilliwatt-average-power 50-nm pulses by the fifth harmonic of a KrF laser

We demonstrate generation and focusing of 49.7-nm pulses with an average power of 0.1 mW at 200 Hz and with a pulse energy of >1 microJ at 10 Hz by the fifth harmonic of a femtosecond KrF laser. The fifth harmonic is selected and focused with a concave Sc/Si multilayer mirror to a diameter of 2microm, resulting in a peak intensity of 0.5 TW/cm(2), which will make extreme-ultraviolet nonlinear optics feasible. A novel single-shot linear in situ method of spot-size measurement by use of self-trapped exciton luminescence is also demonstrated.