啁啾脉冲放大技术

非线性效应使激光光强限制在１０９ Ｗ／ｃｍ２ 量级。在过去十年间,各国科学工作者利用啁啾脉冲放大技术（ＣＰＡ 技术） 将激光光强提高到１０２０ Ｗ／ｃｍ ２ 量级。文章就ＣＰＡ 技术中的短脉冲放大,展宽／ 压缩比的调节及大光谱脉冲的放大等问题作了具体讨论。最后,还以惯性约束核聚变（ＩＣＦ） 点火器为例,讨论了超高光强激光的应用。     

基于啁啾放大的飞秒太瓦量级Ti∶Al2O3激光器新进展

综述了基于啁啾放大技术的飞秒太瓦量级Ti∶Al_2O_3激光器的发展概况及最新进展 ,在详细分析了其应用前景的基础上 ,进一步指出了这一技术领域未来的发展趋势。     

基于啁啾放大的飞秒太瓦量级Ti:Al2O3激光器新进展

综述了基于啁啾放大技术的飞秒太瓦量级Ti:Al2O3激光器的发展概况及最新进展,在详细分析了其应用前景的基础上,进一步指出了这一技术领域未来的发展趋势。     

啁啾脉冲放大系统中单光栅展宽器的优化

计算了啁啾脉冲激光放大系统中单光栅展宽器在入射角大于和小于利特罗角两种入射情况 ,发现对同一飞秒脉冲在相同展宽比条件下 ,入射角小于利特罗角时所需光栅宽度要远小于入射角大于利特罗角时所需的光栅宽度 ,且在入射角小于利特罗角时存在一最佳入射角 ,此时所对应的光栅宽度达到最小值。同时理论分析及数值计算显示 ,在上述条件下入射角小于利特罗角时此单光栅展宽器的等效光栅对间距较入射角大于利特罗角时大为缩短。     

高功率钛宝石激光放大系统的研究进展

总结了高功率钛宝石激光放大系统的研究成果及研究状况,并展望了今后的发展方向和发展趋势。     

啁啾反射镜将短脉冲推至极限

使用几十飞秒的激光脉冲,化学家可以研究化学反应过程中原子的运动,生物学家可以目睹天然过程(例如光合作用)的最初步骤。但是能够对更快的天然过程(例如电子运动)看上一眼的唯一途径就要使用短脉冲。短脉冲也具有较宽的光谱,这对于医学成像很重要,还可以将其峰值量集中,用于材料处理。     

啁啾脉冲激光通过钛宝石放大介质传输特性研究

从非线性薛定谔方程出发,运用分步傅立叶变换(FFT)算法,研究了啁啾脉冲激光在钛宝石放大介质中的传输和放大特性,详细讨论了放大介质的增益饱和与增益窄化效应,以及光束的波前位相畸变对输出脉冲时空特性的影响。     

啁啾镜与棱镜对混合色散补偿产生8 fs光脉冲

利用宽带啁啾镜（CM）与熔石英棱镜对结合优化色散补偿,从掺Ti蓝宝石振荡器中获得具有带宽大于100nm、光谱结构光滑的亚4个光学周期脉冲。该激光器输出脉冲的中心波长在780nm处,最短脉冲宽度为8fs,最宽的光谱半宽度为180nm。在3．5W泵浦下,输出功率为280mW。更重要的是该激光器能够稳定地运转在“马鞍型”的光谱状态,这对于作为啁啾脉冲放大器种子激光源,克服放大过程的“增益窄化”效应有实际意义。     

频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响

对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中提取了载频相位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率啁啾将导致干涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹的对比度整体下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉场边缘的条纹的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。     

采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散

利用啁啾光纤光栅,对带啁啾的超高斯脉冲的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。数值模拟结果表明,光脉冲在普通单模光纤中传输了一定距离后,由于色散的作用,脉冲发生展宽,超高斯脉冲比高斯脉冲展得更宽。若初始脉冲含有啁啾,展宽后的脉冲还出现小调制。用啁啾光纤光栅进行色散补偿后,高斯型脉冲能够较好的恢复初始脉冲形状,带啁啾的超高斯脉冲的脉宽可恢复到接近初始脉冲的宽度,但脉冲形状发生了畸变,并出现了旁瓣,脉冲峰值功率与超高斯脉冲阶数和啁啾参数有关。     

基于YCOB晶体分析信号光脉冲时间特性对光参变啁啾脉冲放大光谱和转换效率的影响

基于YCOB晶体中三波耦合方程理论模型,在抽运光波形和能量、晶体长度相同的条件下,研究信号光的时间波形对光参变啁啾脉冲放大(OPCPA)光谱和转换效率的影响。计算过程中,抽运光和信号光能量分别为45J和500mJ,光斑直径分别为60mm和50mm。抽运光脉宽取3ns,信号光脉宽为1.2ns。数值结果显示,信号光放大后的光谱和转换效率与输入信号光的时间波形有关。1阶高斯型脉冲光谱的半峰全宽(FWHM)得以展宽,由原来的36nm展宽为放大后的61nm,2阶超高斯脉冲频谱展宽为47nm,高斯脉冲的阶数越高,谱宽展宽越小,5阶和5阶以上的高斯脉冲光谱不再展宽,几乎保持原来36nm不变;1阶高斯脉冲的转换效率最高,达到32%左右,2阶高斯脉冲只有25%,8阶以上转换效率基本变化不大,约为19%。信号光脉冲时间特性对OPCPA的光谱输出和转换效率产生很大的影响。     

高功率啁啾高斯脉冲在光纤中传输的形变研究

从光纤广义非线性薛定谔方程出发,定义了用于衡量脉冲形变大小的脉冲形变因子,定量地分析了在传输过程中脉冲形变因子、临界长度、临界功率及初始啁啾之间的关系。结果表明:在传输过程中,当入射脉冲的峰值功率一定时,正啁啾脉冲的形变比负啁啾脉冲和无啁啾脉冲的形变小;当脉冲的初始啁啾一定时,脉冲传输的临界长度随着传输功率的增加而降低,且随着功率的增大,不同初始啁啾脉冲的临界长度趋于一致;在传输距离一定时,临界功率与初始啁啾呈线性变化,且啁啾的漂移对正啁啾脉冲的临界功率影响较大。     

用于飞秒脉冲激光腔内的啁啾镜的优化设计

介绍了啁啾镜的基本原理和优化设计思想 ,阐述了优化设计的基本过程 ,并通过计算机优化计算了啁啾镜设计。具体分析了影响啁啾镜色散补偿特性的几个主要因素 ,如色散量、色散带宽、膜层数以及膜层的厚度变化对啁啾镜光学特性造成的影响。其中色散量的控制和色散带宽的选择是最重要的优化设计指标     

啁啾光脉冲在自作用形成的时间波导中传播

将光脉冲在克尔介质中自作用产生的折射率变化作二阶近似,求解所得到的传播方程,得到啁啾高斯脉冲幅度,脉冲宽度和周啾参数随传播距离变化的严格解析解,讨论了基模高斯脉冲孤波传播的条件.     

基于光谱控制与色散优化的飞秒啁啾脉冲放大系统

飞秒激光在工业加工、精密测量、军事国防、科学研究等领域具有广阔的应用前景。报道了基于光谱控制与色散优化的高功率、高脉冲质量飞秒啁啾脉冲放大系统。利用与压缩器色散量相匹配的色散可调啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)作为展宽器,通过微调CFBG色散量补偿系统的残余色散使整个系统的净色散趋于零;同时引入光谱滤波等手段,保证入射到主放大器之前的脉冲光谱形状不发生畸变,避免了放大过程中脉冲质量的劣化。最终获得了重复频率为50 MHz、平均功率为24 W、脉冲宽度为198 fs的高脉冲质量飞秒激光输出。     

啁啾光脉冲在高阶色散控制光纤链中的稳定传输

基于一种二阶和三阶色散补偿的光纤级联系统模型 ,用数值法对啁啾皮秒光脉冲作了传输模拟。结果表明 ,完全补偿的高阶色散控制系统消除了三阶色散所引起的脉冲边沿部的振荡 ,减弱了脉冲峰的时间移动 ;另外 ,在确定的配置下 ,给输入脉冲附加一最佳的频率啁啾 ,可使得色散控制孤子稳定传输。脉冲宽度和啁啾以及光强度都围绕在初始值附近波动 ,在每个补偿周期末端 ,基本恢复到初始值 ;最佳啁啾的选取与二阶色散的配置有关 ,与三阶色散的配置无关 ;文中画出了 10 0Gbit/s码率的 64位随机高斯光脉冲序列在完全补偿系统中传输 10 0 0 0km后的眼图。由清晰的眼图可知 ,这种完全补偿系统减弱了脉冲之间的相互作用     

紫外-啁啾激光束驱动He原子获得阿秒脉冲

为了获得X射线范围内的阿秒脉冲, 采用紫外-啁啾组合激光束产生高强度谐波光谱和阿秒脉冲的方法, 进行了理论分析。结果表明, 当引入正向啁啾参量时, 虽然谐波截止能量有微小延伸, 但是谐波辐射效率明显下降; 当引入负向啁啾参量时, 不仅谐波截止能量得到延伸, 并且谐波辐射效率比正向啁啾条件下有所增强; 将一束125nm的紫外光源引入到啁啾激光下, 由于共振增强电离的影响, 谐波辐射效率有明显增强, 在紫外-正向啁啾驱动下, 不仅谐波辐射强度被增强25倍, 而且谐波截止能量得到延伸, 形成了一个382eV的平台区, 在紫外-负向啁啾驱动下, 虽然谐波截止能量没有明显变化, 但是谐波辐射效率有110倍的提高, 进而形成一个410eV的平台区; 通过叠加组合场下的谐波, 可获得一系列70as以内的单个阿秒脉冲。该研究对阿秒科学的发展是有帮助的。     

基于啁啾脉冲放大的掺铒全光纤结构激光器

为了使全光纤结构啁啾脉冲放大实现超短激光的脉冲输出,采用色散补偿光纤对种子脉冲进行了展宽,利用普通单模光纤来实现放大后脉冲的压缩。对整体激光系统进行了理论分析和实验验证,获得了420fs的超短激光脉冲,平均功率达到1.81W。并利用周期极化的铌酸锂晶体对放大激光脉冲进行倍频,将激光波长拓展到近红外的780nm附近,光谱半峰全宽达到11nm。结果表明,在全光纤结构的掺铒光纤激光系统中,可以通过改变色散光纤的插入量对脉冲展宽和压缩过程中光谱畸变进行有效的控制。这一结果对于实现高功率的全光纤超短脉冲放大系统是有帮助的。     

有光纤消除光脉冲啁啾与光孤子传输的直接观察

本文采用正常色散光纤对对准开关型（ＧＳ）的光孤子源所带的红移啁啾进行补偿，获得接近变换极限的类孤子脉冲，并成功地观测到随功率增加输出脉宽下降的非线性孤子效应。