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…     

Approximate Theoretical Study on the Characteristic of a Femtosecond KLM Laser

The conclusion that the pulse-width is proportional to the square root of the third order dispersion coefficient is obtained by using the modified higher-order nonlinear Schr?dinger equation with concurrent actions of third order dispersion and self-steepen effect when a femtosecond pulse propagates steadily in a laser. This result is in agreement with the experimental result. Besides, the action of second order dispersion term is also discussed in the realization of mode locking process of a laser.     

采用双石英棱镜对的掺钛蓝宝石自锁模激光器

给出了双棱镜对二、三阶色散的解析式。报道了采用双石英棱镜对的掺钛蓝宝石自锁模激光器的实验结果，获得与理论分析一致的结论。     

Approximate Theoretical Study on the Characteristic of a Femtosecond KLM Laser

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗｉｔｈｉｎｃｅｓｓａｎｔａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｎｅｗｌａｓｅｒｃｒｙｓｔａｌｓｗｉｔｈｅｖｅｒｗｉｄｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍ,ｓｕｃｈａｓＴｉ∶ｓａｐｐｈｉｒｅ,Ｃｒ4 ∶ＹＡＧ,ｔｈｅｐｒｅｌｉｍｉ...     

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。     

单棱镜色散补偿自锁模钛宝石激光器

分析并描述了单棱镜色散补偿的原理,实验上实验了单棱镜色散补偿的钛宝石自锁模激光器的稳定运转。     

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。     

Round-trip Dispersion Calculation for Martinez Pulse Stretcher

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｈｉｒｐｅｄ ｐｕｌｓｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ (ＣＰＡ )ｈａｓｂｅｃｏｍｅａｓｔａｎｄａｒｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｕｌｔｒａｓｈｏｒｔｐｕｌｓｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ.ＩｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＣＰＡｓｙｓｔｅｍｓ ,ｔｈｅｓｅｅｄｐｕｌｓｅｓａｒｅｅｘｐａｎｄｅｄｉｎｔｉｍｅｂｙｐａｓｓｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈａｓｔｒｅｔｃｈｅｒ.Ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｕｌｓｅｉｓｔｈｅｎｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｔｏｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｐｕｌｓｅｄｕｒａｔｉｏｎｂｙ…     

Round-trip Dispersion Calculation for Martinez Pulse Stretcher

This paper proposed a ray-tracing model for the Martinez stretcher, derived the calculation formulae for the stretcher of a grating-spherical mirror system and discussed the error for the total dispersion resulted from the spatial dispersion. The calculated results show that the error could be ignored for the beam returned to the stretcher for the second pass in the wavelength range of 750 nm and 850 nm.     

分析双Amici棱镜角度误差对色散的影响

双Amici棱镜为复合棱镜结构,作为成像光谱系统中的分光元件,避免了单棱镜色散结构存在的多种问题。双Amici棱镜的加工生产要对其各个角度提出生产指标,而角度误差对于光谱成像系统的色散性是有影响的。针对一种编码孔径成像光谱仪,设计了符合性能指标要求的双Amici棱镜,并从光线追迹的角度出发,计算得到双Amici棱镜色散的数学模型。针对给出的一特定光学系统中的棱镜结构推导了棱镜各个角度单独对线色散的影响,并分析给出各个角度构成的误差链对线色散的综合影响,最终给出了棱镜的生产指标。分析结果有助于指导系统中该棱镜的加工生产。     

BBO晶体中飞秒脉冲的二次和三次谐波振荡产生

同时考察了群速色散失配、最低阶群速色散和二阶群速色散。研究了在ＢＢＯ晶体中飞秒激光脉冲的谐产生，计算了ＢＢＯ晶体的作为波长函数的晶体的最低阶和二谐群速色散，借助求解改进的耦合波方程的数值计算，得到了飞秒脉冲的二次及三次谐波辐射，分析了最低工阶及二阶ＧＶＤ对于基波脉冲和谐波脉的影响，最后考虑了三次谐波产生中群速失配的补偿。     

色散缓变光纤中飞秒高阶孤子脉冲的增强压缩

提出了一种利用孤子绝热放大效应与高阶孤子脉冲压缩效应相结合来压缩飞秒高阶孤子的新方法.通过数值模拟方法证明,采用三阶色散为负的色散缓变光纤压缩高阶孤子,可利用喇曼散射效应与负三阶色散的相互作用,消除正三阶色散对光脉冲压缩产生的不利影响,增加压缩比,提高压缩后光脉冲的质量.研究表明,在色散缓变参量一定的情况下,孤子阶数越高,所需最佳光纤长度越短、光脉冲的压缩比越大;对于相同功率的孤子光脉冲,光脉冲的压缩比随着色散缓变参量的增大而增大;无论是孤子脉冲还是高斯脉冲都适合于色散缓变光纤中的高阶孤子脉冲压缩.     

Enhanced Compression of Fundamental Solitons in Dispersion Decreasing Fibers with Negative Third-order Dispersion I.Basic Principles

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ａｄｉａｂａｔｉｃｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｌｉｔｏｎｓｕｓｉｎｇｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｆｉｂｅｒｓ(ＤＤＦｓ)ｉｓｃｕｒｒｅｎｔｌｙｏｎｅｏｆｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｎｓｔｏｏｂｔａｉｎｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｐｕｌｓｅｓ[1～ 3 ] .Ｆｏｒｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄｓｏｌｉｔｏｎｓ[1] ,ｔｈｅｙｃａｎｂｅｉｄｅａｌｌｙｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄａｓｔｈｅｙｐｒｏｐａｇａｔｅ ,ｒｅｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｉｒｓｏｌ…     

双光栅快速扫描光学延迟线的色散补偿

光学相干层析成像(OCT)系统的纵向分辨力不仅与光源的带宽有关,而且与系统中两干涉臂间的色散匹配有关。如果色散没有得到精确匹配,将使光学相干层析成像系统的纵向分辨力达不到所预期的理论值。色散问题在超高分辨光学相干层析成像系统中尤为突出。提出了一种基于双光栅快速扫描光学延迟线(RSOD),用于光学相干层析成像系统的色散补偿。该方法中新增的光栅引入了光栅间距这一独立变量,其与常规单光栅快速扫描光学延迟线机构中的光栅离焦量一起,可使光学相干层析成像系统中的群速度色散(GVD)和三阶色散(TOD)同时得到补偿。分析了双光栅快速扫描光学延迟线的色散特性和色散调节原则,并提供了一个典型光学相干层析成像系统中的色散补偿实例。     

皮秒脉冲传输系统中三阶色散补偿的研究

模拟了皮秒高斯光脉冲在理想的二阶和三阶色散都作了补偿的光纤链中的传输。结果表明,与二阶色散补偿能消除脉冲展宽一样,三阶色散补偿不仅能防止脉冲展宽,而且也能有效地消除脉冲边沿部的振荡结构和脉知的时移。文中画出了100Gb/s码率的64位高斯光脉冲序列在色散补偿光纤链中传输2000km后的眼图,由眼图的清晰程度可看出这种补偿系统对改善短脉冲传输的有效性。     

利用空间诱导色散补偿介质色散

研究了超短脉冲贝塞尔光束在色散介质中的传输特性 ,指出空间诱导色散效应可以用来补偿介质色散作用 ,从而可以在色散介质中实现无衍射无色散的类时空孤子波的传输。用理论推导和数值模拟的方法得到的具有反常色散性质的空间诱导色散可以有效地补偿介质色散。数值模拟的结果表明 ,由于超短脉冲贝塞尔光束的无衍射无色散传输距离受到高阶色散效应和贝塞尔光束空间受限两方面的限制 ,无衍射无色散传输只能在有限距离内近似实现。通过增加脉冲长度可以减小高阶色散效应的影响。在传输距离小于衍射距离时 ,空间诱导色散效应可以很好地描述脉冲演化和色散补偿过程     

利用棱镜减小自衍射信号光角色散的研究

自衍射效应在飞秒激光领域有非常重要的应用,如提高飞秒脉冲的时域对比度、作为自参考光谱干涉脉冲测量法的参考光、作为频率分辨光学开关法的信号光等.然而,具有较宽光谱带宽的飞秒激光在自衍射效应过程中产生的信号光存在明显的角色散,这给自衍射效应的应用带来不利影响.本文研究发现通过在自衍射效应的一个光路中加入等腰直角棱镜,当到棱镜的入射角为23fi时可以明显地减小飞秒激光脉冲自衍射信号的角色散.这就为以后将自衍射效应更好的应用到飞秒激光脉冲的研究提供了有用的参考.     

宽带飞秒脉冲双折射干涉滤波的研究

对宽带飞秒脉冲双折射干涉滤波进行了理论和实验研究。首先给出了一种新型的双折射干涉滤波器的原理和设计，得到了输出滤波光谱强度分布的解析表达式。然后进行了15fs宽带脉冲的干涉滤波的实验研究，实验得到了一组性能良好的透射和反射输出的干涉滤波谱图，实验测量与理论计算基本一致。同时还分析了群速失配以及色散对宽带飞秒脉冲双折射干涉滤波的影响。结果表明这种滤波器对宽带飞秒脉冲有很好的干涉滤波作用，能同时前向透射和侧向反射干涉滤波输出，且无插入功率损耗，可以用来获得波长稳定的多波长可调谐超短脉冲光源。对于飞秒脉冲干涉滤波器的设计和应用具有重要的参考价值。     

在光纤零群速色散区传输的光孤子波

通过对超短光脉冲在单模光纤中传输方程的分析研究,给出了在零群速色散传输方程的亮,反波解。结果表明,超短光脉中在光纤的零群群速色散仍能以亮,暗孤波的形式传输,且不存在孤子自频移现象。