时间位相调制对高强度三次谐波转换的影响

在惯性约束聚变研究中,为了利用光谱色散进行光束匀滑以及抑制KDP晶体等大口径光学元件中的横向受激布里渊散射,通常需要对激光脉冲进行时间位相调制.详细讨论了高功率条件下KDP晶体Ⅰ/Ⅱ角度失谐三倍频方案中,时间位相调制对三次谐波转换效率和脉冲频谱的影响.研究结果表明,时间位相调制会导致三次谐波转换效率明显下降.     

啁啾脉冲堆积及其放大特性

根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。     

宽频带激光的啁啾匹配型三次谐波转换

提出并研究了新颖的啁啾匹配型谐波转换方式，它适用于线性扫频宽带高功率激光的高效三次谐波转换。并给出啁啾参数匹配的选取和激光频带宽的适用范围。     

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。     

重复脉冲注入下半导体光放大器皮秒增益和折射率非线性的数值模拟

对重复周期小于载流子寿命的重复脉冲注入的情况,从速率方程出发,用分段模型对半导体光放大器的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟,给出了重复脉冲注入下输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和相位变化,输出光脉冲上的频率啁啾随注入脉冲数增加的变化,以及归零光信号码流引起的增益和相位变化。     

堆积啁啾脉冲在单模光纤中的非线性传输特性

通过数值求解广义非线性薛定谔方程,分析了32路线性啁啾高斯脉冲堆积后的整形脉冲在单模光纤中的传输特性。结果表明经50 m单模光纤传输后脉冲的脉宽和包络形状基本不变; 非线性效应中的自相位调制和脉冲内Raman散射对脉冲频域特性影响较大,使频谱展宽约40 THz,中心角频率下移约10 THz; 而自陡效应,三阶色散对传输特性影响不大。     

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248.4nm的紫外超短脉冲激光。对于能量为0.7mJ、脉宽为550fs的输入脉冲,在光束直径保持10mm不变的条件下,能量放大到15mJ,脉宽展宽到1200fs。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15mJ的同时,在棱镜对间距为110cm的条件下,将输出脉冲宽度压缩到370fs,输出波长为248.4nm、带宽为0.4nm。     

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。     

宽带钕玻璃激光的高效三次谐波转换

提出了一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频技术组合激光工作模式（宽带激光与窄带激光混频）方案。数值模拟研究表明:利用窄线宽钕玻璃激光脉冲,可以缓解宽频带激光谐波转换过程中群速度失配对转换效率的影响,从而提高宽带钕玻璃激光的转换效率;并且该方案可以与目前使用成熟的双和频晶体方案结合,从而能支持目前钕玻璃激光装置能达到的最大带宽约5 nm的高效三倍频（理论上效率达约80%）。     

高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟

从非线性薛定谔方程出发,对SPM作用引起传输脉冲的相位作了合理近似,引入了频谱展宽因子,发现在存在增益时正色散光纤的SPM作用加剧了脉冲频谱展宽幅度,并且脉冲中心和两翼部分的频谱展宽差异很大.给出了存在增益的正色散光纤中高斯型脉冲自相似传输的时域演化,揭示了脉冲展宽的中心部分对边翼部分挤压和覆盖及最终形成自相似脉冲的过程,提出了自相似传输现象的一种合理解释.并通过数值模拟三种不同形状初始脉冲的自相似演化过程对提出的理论进行了验证.     

Suppression of FM-to-AM conversion in phase modulated third-harmonic generation process

Phase modulation to amplitude modulation (FM-to-AM) conversion occurring in phase modulated third-harmonic generation (THG, process 1ω + 2ω → 3ω) process is investigated. To suppress the FM-to-AM conversion, a group-velocity-matching relationship is derived, which appears to be dependent on the ratio of modulation depth of 2ω–1ω pulses. Numerical simulations indicate that the FM-to-AM conversion in phase-modulated THG process can be suppressed effectively by satisfying that group-velocity-matching relationship.     

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.     

Mechanism of pulse shaping in femtosecond lasers based on the high-order soliton

The mechanism of pulse shaping in Kerr-lens mode-locking Ti : sapphire lasers is investigated. Considering the balanced interaction between self-phase modulation, introduced by Kerr effect in Ti : sapphire, and group-velocity dispersion provided by prism-pair, pulse-splitting reflected in the intensity autocorrelation trace and pulse-compression display that the pulses outputting from different positions in laser cavity have different durations. We have concluded that the solitonlike pulse shaping that results from the competition between intracavity self-phase modulation within the Ti : S and negative group-velocity dispersion play dominant role in pulse evolution in Kerr-lens mode-locking lasers.     

Enhanced Kerr Nonlinearities Caused by Cross Talk Between Optical and Microwave Transitions

We investigate the enhanced Kerr nonlinearities in four-level atomic vapors driven by a coupling, probe and microwave fields. Under the optical one-photon and two-photon resonant conditions, the linear and nonlinear responses of the weak probe field can be modified by the cross talk among optical and microwave transitions. The enhanced Kerr nonlinearity can form bright optical solitons of the probe field.     

利用光纤-光栅对1.06μm皮秒光脉冲压缩

本文报道了利用光脉冲在10m单模光纤中传播所产生的自相位调制(SPM)、互相位调制(XPM)、群速色散(GVD)和受激喇曼散射(SRS)的共同作用,实现光脉冲光谱和时间加宽,经光栅对线性啁啾补偿后,将脉宽15ps的1.06μm光脉冲压缩至小于6ps,能量大于100nJ,压缩比>2.5。     

交叉相位调制提高半导体激光器混沌载波发射机带宽方法

提出半导体激光器混沌交叉相位调制(XPM)光反馈提高混沌载波发射机带宽方法,建立了有外腔光纤传输反馈XPM控制下的激光动力学物理模型.理论导出XPM作用下激光双反馈频率失谐公式,指出XPM产生的非线性相移影响了激光器增益和线宽增强因子,其光纤二阶非线性效应使激光振幅和相位变化更加丰富,而非线性相移的出现进一步增加了新的频率分量并使频谱展宽.数值结果表明,XPM使激光器混沌带宽增加到4倍以上,使激光混沌张弛振荡频率增加到2.85倍,其光纤长度、入纤光功率、面镜反射系数、光纤二阶非线性系数等都能影响激光混沌带宽.     

飞秒激光作用下全向高反膜破坏的激发过程

设计和制备了全向高反膜SiO₂/TiO₂,研究了它在不同脉冲宽度、不同脉冲能量的飞秒激光作用下的破坏阈值和烧蚀深度.利用发展的抽运-探针方法,研究了抽运脉冲作用下材料中导带电子的超快激发和能量沉积过程,建立并求解了飞秒激光激发材料和材料的激发对抽运光自身反作用的耦合动力学模型.模型较好地揭示了材料破坏的激发过程.关键词：飞秒激光全向高反膜激发过程破坏机制     

基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致失真的复原

理论分析和讨论了基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致信号失真的复原和补偿机理,数值模拟了在交叉相位调制作用下,高斯脉冲在中距相位共轭光纤系统中的传输演化过程.结果表明,频域相位共轭技术能够抑制交叉相位调制对光纤系统中传输信号的损害,复原其所导致的信号失真,并能够同步补偿群速度色散和自相位调制非线性效应所导致的信号失真.合适的初始脉冲时延和初始脉冲啁啾有利于频域相位共轭技术对交叉相位调制所致信号失真的抑制.关键词：频域相位共轭交叉相位调制色散自相位调制