高能量低重复频率超短激光脉冲的测量

利用非线性晶体 (BBO)的非共线匹配倍频效应 ,研制了实时测量高能量低重复频率超短激光脉冲宽度的单脉冲自相关仪 ,并对飞秒 (fs)参量放大器的输出脉冲宽度进行了测量 ,测得了 10 3fs的超短激光脉冲宽度。     

飞秒激光脉冲宽度测量研究

为了快速准确地测量飞秒激光脉冲宽度,采用二阶自相关方法,设计了用于测量飞秒激光脉冲宽度的测量系统。结果表明,通过自主设计的系统测得800nm种子激光脉冲宽度为217.6fs,而利用Coherent公司生产的单脉冲自相关仪测得脉冲宽度为199.51fs,两者误差仅为0.43%。由此可见,自主设计的测试系统可以对飞秒激光脉冲宽度进行准确测量。     

深紫外飞秒激光脉宽测量

为准确测量193 nm深紫外飞秒激光的脉冲宽度，基于氟化钙的双光子荧光效应，设计并搭建了用于紫外飞秒激光脉冲的脉宽测量系统。双光子荧光信号强度与入射激光光强的平方依赖关系证明了获得双光子荧光信号的可靠性。利用插入法进行了CCD探测系统的数值标定，获得单像素对应的时间尺度为7.35 fs。单脉冲测量下，得到193 nm深紫外飞秒激光的脉宽为476.1 fs，与利用光谱法进行测量计算得到的结果基本吻合。     

超短脉冲激光测量的标定方法

在研究总结现有超短激光脉冲测量方法的基础上，对皮秒激光脉冲的测量及飞秒激光脉冲自相关二次谐波(SHG)的测量方法进行了统一的校正。实验中，利用迈克尔逊干涉光路的相对光程差，产生已知时间间隔，作为时间基准对皮秒、飞秒激光脉冲的测量进行了标定。     

皮秒自相关仪的性能测试研究

为了实现皮秒拍瓦激光的精密测试,研制了专用的皮秒自相关仪。选用无色散元件,提高了测量结果的可靠性。采用自标定方法标定时间分辨率,用超限法标定时间测量范围,用极值法标定脉冲响应特性。实验结果表明,皮秒自相关仪的时间分辨率为0.1ps/pixel,时间测量范围为26ps,脉冲响应特性的值为300fs。该皮秒自相关仪能够满足皮秒啁啾脉冲的时间宽度精密测试要求。     

利用快速相位反馈控制输出变换极限飞秒激光脉冲

报道了利用简化的频率分辨光学开关法快速测量飞秒激光脉冲,并形成反馈,控制液晶空间光调制器,补偿非线性光纤飞秒激光放大器输出脉冲的啁啾,获得了脉冲宽度74 fs的变换极限脉冲。     

飞秒脉冲激光二次谐波光强分布同步数据采集

介绍一种有效测量飞秒（fs)脉冲激光的二次谐波光强分布的方法。该方法采用线阵CCD作为光电传感器，用单行单次的同步触发方式，将一次触发的fs脉冲激光的二次谐波光强分布采集下来。通过测量二次谐波光强空间分布，可以计算fs脉冲激光的脉宽。     

基于多层薄板的全固态高能量飞秒激光脉冲非线性压缩技术

基于掺Yb³⁺光纤和掺Yb³⁺晶体的飞秒激光器输出的飞秒激光脉冲具有较高的脉冲能量和平均功率,被广泛应用于科研和工业生产;但受Yb³⁺增益介质增益带宽的限制,输出脉冲宽度很难小于300 fs。利用飞秒激光脉冲在多层薄板中的自相位调制效应,分别对基于掺Yb³⁺光纤和掺Yb³⁺晶体的飞秒激光器输出的飞秒激光脉冲进行非线性压缩。通过优化非线性压缩装置的各项参数,实现了对低能量、窄脉宽和高能量、宽脉宽脉冲的非线性压缩,分别获得了脉冲能量为64μJ、脉冲宽度为42 fs和脉冲能量为315μJ、脉冲宽度为79 fs的飞秒激光脉冲输出,第一级非线性压缩效率均超过80%,整体压缩效率分别为53%和65%。     

飞秒激光脉冲的腔外压缩

为了获得更高的时间分辨率,更短的飞秒脉冲,采用双棱镜和一个平面镜结构对飞秒激光脉冲进行腔外压缩,构建了一台二次谐波频率分辨光学开关装置,对谐振腔输出的飞秒脉冲及压缩后的脉冲进行了测量,取得了脉冲压缩前和压缩后的实验数据,压缩前脉冲的宽度为89fs,脉冲的时间带宽积为0.9096,误差为2.4‰,输入脉冲的平均功率约为480mW;脉冲压缩后的测量结果为22fs,光谱宽度为43nm,时间带宽积为0.44203,误差为1.1‰,压缩脉冲的平均功率约为250mW.压缩比为4:1,高于有关文献的报道.结果表明,该装置实现了飞秒脉冲腔外压缩,对获得更短的飞秒脉冲是有帮助的.     

实时显示干涉(8:1)自相关器

报道了一种可实时测量超短激光脉冲宽度及啁啾特性的干涉(8:1)自相关器.扫描频率为1～20Hz.测量误差小于3fs.主要用于自锁模Ti:Al_2O_3.Cr:LiSGAF等各种飞秒激光器光脉冲宽度的实时测量.     

基于饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器

在普通单模光纤环中插入半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为非线性器件,实现了自启动的被动锁模光纤激光器,并产生了亚皮秒量级的稳定锁模激光脉冲。输出锁模脉冲的基频为几兆赫兹。利用基于倍频晶体的二次谐波自相关仪测得锁模脉冲的脉宽为422 fs,最窄时可达377 fs,利用光谱仪测得脉冲谱宽为6.35 nm,脉宽谱宽乘积为0.329,接近于双曲正割脉冲的变换极限。实验中激光器输出脉冲稳定,没有观察到子脉冲和直流分量。在一般的实验室条件下,未采取任何附加措施,激光器可连续稳定工作10 h以上,没有出现失锁现象。该装置结构简单,紧凑,易于调整,工作稳定,可以很方便地实现自启动锁模。     

飞秒激光掩模版加工中的精度控制方法

飞秒激光掩模版加工和修复是近几年来微纳加工领域的研究热点之一,其中精度控制是获得高质量掩模版的关键.在飞秒激光脉冲对铬金属膜和石英基底材料破坏特性的理论基础上,利用一套输出脉宽25fs、最大功率1 W、中心波长800 nm、重复频率1 kHz的飞秒脉冲激光系统,实验研究了掩模特征单元尺寸与激光能量密度、扫描速度的关系,通过参数优化实现了最小特征尺寸为290 nm的掩模版加工;探讨了特征单元的边缘形貌和底部形貌受能量密度与扫描次数的影响规律,提出了加工参数的选取原则,最终实现了飞秒激光掩模版加工的精度控制和优化.     

转镜式快速扫描自相关器的研究

本文描述一种用于飞秒激光脉冲宽度测量的自相关装置。它可令光脉冲产生周期性的时间延迟。借助于示波器,可以显示出激光脉冲强度的二次相关曲线,从而实现对周期性飞秒脉冲宽度的实时快速监测。     

IBMPC/XT计算机控制精密光学自相关器和实验数据采集与处理自动化系统

本文介绍一种用于皮秒和飞秒级超短激光脉冲和激光与物质相互作用的超快过程测量的IBMPC/XT计算机控制精密光学自相关器和实验数据采集与处理自动化系统。该系统既可进行自相关测量,又可进行干涉强度自相关测量。仪器的时间分辨率达0.3fs.     

测量飞秒激光脉冲的实时扫描相关器

近几年，超短光脉冲研究进展非常迅速，特别是碰撞脉冲锁模环形染料激光器的出现，使光脉冲进     

飞秒激光实现微机电系统加工短流程工艺

为探讨采用飞秒激光直接刻写样品取代传统光刻掩膜版方式来实现微机电系统(MEMS)加工短流程工艺的可行性,采用中心波长为800nm、脉宽为50fs的激光对100硅片(薄膜为350nm～500nm厚的氮化硅)进行实验,分析了飞秒激光材料加工特性.分析和实验结果表明,飞秒激光比纳秒、皮秒激光更适用于短流程工艺.MEMS加工短流程工艺减少了加工流程,缩短了加工周期.通过对激光脉冲能量和平台移动速度的控制可实现精确微加工.     

利用飞秒激光和纳秒激光脉冲加工金刚石

分别利用脉宽在40 fs 和5 ns 的飞秒及纳秒激光脉冲加工了钎焊在不锈钢底板上的金刚石阵列.通过测量加工区域面积和入射激光功率的关系推断出了飞秒和纳秒激光脉冲加工金刚石材料的阈值.实验结果表明,相比于纳秒激光加工,利用飞秒激光加工金刚石的阈值更低.也利用显微镜比较了利用不同种类光源加工金刚石后加工区域的形貌.研究结果证明了利用飞秒激光加工金刚石相比于纳秒激光更为有效.     

超短脉冲激光特性的三阶相关测量研究

在飞秒激光放大系统研制以及激光与物质相互作用研究过程中,良好的脉冲对比度是十分重要的一个指标,为了准确地测定激光对比度,我们利用非线性晶体对激光强度变化十分敏感的特性,研制了一台三阶相关仪,并对一台飞秒激光器进行了脉冲对比度的测量研究,所得结果揭示出了二阶相关仪所无法得到的信息,为测量飞秒激光脉冲的对比度提供了一种简便的方法.     

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。