紫外超短脉冲激光放大过程中脉宽压缩的方案设计

采用放电泵浦KrF准分子激光放大器放大波长为248.4 nm的紫外超短脉冲激光。对于能量为0.7 mJ、脉宽为550 fs的输入脉冲,在光束直径保持10 mm不变的条件下,能量放大到15 mJ,脉宽展宽到1 200 fs。为了压缩输出脉冲宽度,分析了群速度色散和自相位调制效应对脉宽展宽的影响。利用棱镜对,采用4种不同的实验方案对脉冲引入负的线性频率啁啾,以补偿KrF准分子激光放大器CaF2窗镜中的群速度色散和自相位调制对脉冲引入的正的线性频率啁啾。结果表明：在放大器之前放置棱镜对的方式可以在保持输出脉冲能量为15 mJ的同时,在棱镜对间距为110 cm的条件下,将输出脉冲宽度压缩到370 fs,输出波长为248.4 nm、带宽为0.4 nm。     

超短脉冲激光的脉宽测量

采用二次谐波相关技术，研制了一台可用于飞秒超短脉冲激光脉宽测量的光学相关仪。通过合理设计和选择分束、并束装置及光学延迟元件，获得了３：１曲线以及无背景相关曲线，实现了对超短脉冲激光脉宽的测量。     

光学莫尔晶格中超短脉冲的脉宽调控

具有莫尔角的光学莫尔晶格使能带平坦化,为激光超短脉冲的脉宽调控提供了新的思路。通过组合两种不同周期的光子晶格,构建3种人工合成莫尔角逐渐增大的光学莫尔晶格,实现了莫尔晶格能带的平坦化。通过理论分析莫尔晶格的能带色散,发现人工合成莫尔角较大的莫尔晶格具有丰富的群速度色散,这导致了脉宽的剧烈变化。实验上,使用自相关仪测量了超短脉冲经莫尔晶格后的脉宽。在理论和实验上证明了莫尔晶格对超短脉冲脉宽的精准调控。提出的莫尔晶格对激光脉冲压缩器件的研究具有重要意义。     

利用CARS方法研究超短脉冲激光的脉冲宽度

在理论上提出了利用两光束CARS/CSRS方法测量超短脉冲激光的三阶相关函数。实验上在几种样品中测量了CARS/CSRS的时间特性,得到了泵浦光脉冲,SCDL输出光脉冲以及受激喇曼散射光脉冲的宽度。     

10 GHz增益开关激光器输出脉冲的三级压缩实验研究

通过理论分析,数值模拟和实验,研究了10GHz增益开关半导体激光器输出脉冲的几种压缩技术,提出了一种新型的三级压缩技术,包括1）正色散光纤补偿;2）正色散光纤加负色散光纤的脉冲压缩;3）梳状色散光纤压缩,实验上得到脉冲宽度为2.8ps的压缩脉冲,总的压缩比为9。此压缩技术对实验80Gb/s光时分复用（OTDM）系统具有重要意义。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。     

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns,并且保持了光束原有的均匀性。

     

电子束泵浦KrF激光器进行超短脉冲的单束放大实验研究

电子束泵浦KrF激光器口径大、泵浦率高 ,可直接用于进行超短脉冲激光的放大。用天光一号电子束泵浦KrF激光器进行超短脉冲激光放大 ,将超短脉冲激光放大到 2～ 3J、1.2 ps,激光功率达到 2TW。测量了石英窗镜中的非线性吸收系数和超短脉冲激光脉宽的变化     

单模光纤中基于交叉相位调制的压缩脉冲对产生

基于波长位于反常色散区强泵浦脉冲的交叉相位调制,通过对波长位于正常色散区的弱脉冲在单模光纤中的传输进行数值模拟,得出了一种压缩脉冲的新方法.计算结果表明,在零色散波长位于弱脉冲波长和泵浦脉冲波长中间附近的情况下,交叉相位调制(XPM)与群速度色散(GVD)的共同作用能使弱脉冲演化成比其初始宽度窄得多的脉冲对.同时我们还发现,泵浦脉冲的相对于信号脉冲初始峰值功率愈高,初始相对宽度越小,所得弱脉冲的压缩比和压缩后脉冲峰值功率愈高,压缩到最窄时所需光纤长度越短.最后对基于这一压缩的物理机制作了详尽的分析.     

光纤-光栅对激光脉冲压缩

本文报道用2m单模保偏光纤实现脉冲光谱加宽,经光栅对补偿后,将40ps脉冲压缩到小于10ps的实验结果,分析了影响光脉冲压缩质量的原因。实验结果与理论较好地吻合。     

Frequency shift and pulse compression of an ultrashort pulse in a large-amplitude plasma wave

By calculating the momenta of a coupled set of nonlinear equations of laserpulse-plasma wave interaction in the weak relativistic approximation,the conditions for fre-quency up-shift have been found.That the energy change of the pulse due to frequency shiftis compensated by the change of plasma wave energy results in photon number conservation.Some factors that affect the frequency up-shift are studied.It is also found that the laser pulsecan be compressed when it is located near the valley of plasma density perturbation and ifsome threshold value of the plasma wave field is exceeded.     

具有几个光振荡周期长度的飞秒激光脉冲在线性色散介质中的传输

给出了描写具有几个光振荡周期长度的飞秒激光脉冲在线性色散介质中传输方程的解。对脉冲的传输特性进行了数值摸拟 ,分别考察了来源于电子和晶格的正常和反常群速色散对脉冲展宽和脉冲形状畸变的影响。     

超短光脉冲在分段中空光波导中的光谱展宽和脉冲压缩

运用分步傅里叶法解非线性薛定谔方程来对超短脉冲在充满惰性气体的中空光波导中的展宽 与压缩进行数值模拟计算.模拟证明，分段光纤展宽光谱具有损耗小，可能压缩脉冲窄等潜 在优点，对在实验中进一步压缩脉冲到周期量级有指导意义. 关键词： 超短脉冲 中空光波导 广义非线性薛定谔方程 脉冲压缩     

具有几个光振荡周期的飞秒激光脉冲

从麦克斯韦方程组出发 ,推导出了具有几个光振荡周期的飞秒激光脉冲在非线性光纤中传输的方程和非线性光纤的折射率。给出了描述具有几个光振荡周期的飞秒激光脉冲在非线性光纤中传输方程的解。研究了在非线性光纤中自相位调制导致具有几个光振荡周期的飞秒激光脉冲频谱展宽 (脉宽压缩 )的详细物理过程。研究了非线性光纤中飞秒光孤子产生的条件     

负折射介质中超短脉冲的反常分裂现象

对超短脉冲在负折射介质中的传输特性进行了研究,着重分析其不同于常规介质的反常脉冲分裂现象。结果表明:由于负的折射率影响,介质将通过反常群速度色散与自散焦非线性的相互作用机理来诱导脉冲的对称分裂。同时,分析由色散磁导率所导致的可控自陡效应对脉冲分裂的影响,发现负折射介质中正负的自陡效应都会引脉冲非对称分裂。其中负的自陡效导致脉冲裂变后其后沿比前沿高,这与常规介质自陡效应（恒为正）情形相同;而负折射介质正的自陡效应对脉冲分裂影响刚好与前者相反,即裂变后脉冲后沿比前沿低。     

Group-delay Dispersion in Double-prism Pair and Limitation in Broadband Laser Pulses

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐｄｅｌａｙｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ(ＧＤＤ) ｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙａｐａｉｒｏｆｐｒｉｓｍｏｒｄｏｕｂｌｅｐｒｉｓｍｓｈａｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙ[1] ｏｒｅｘｔｒａｃａｖｉｔｙ[2 ] ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｐｕｌｓｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｕｅｔｏｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗｌｏｓｓ,ｅａｓｙａｌｉｇｎｍｅｎｔａｎｄｃｏｍｐａｃｔｎｅ…     

超短激光脉冲二倍频理论分析

采用快速傅里叶变换（FFT）算法和Rung-Kutta法对KDP晶体中超短激光脉冲二倍频过程作了研究。详细讨论了群速度失配、群速度色散和三阶非线性相位调制效应对倍频光脉冲波形、光谱及转换效率的影响。研究结果表明：在超短激光脉冲二倍频中，三阶非线性相位调制效应可使二倍频光脉冲形状发生畸变，光谱明显展宽且转换效率降低；当入射基频光功率密度大于100GW/cm2时，三阶非线性效应是影响倍频过程的主要因素。     

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。