布里渊放大修正陡前沿Stokes脉冲波形

研究了受激布里渊散射(SBS)放大池中．通过改变抽运光与Stokes种子光脉冲的延时．改变它们在池中的相遇位置．实现抽运光对陡前沿种子光脉冲不同部位的选择性放大．从而修正Stokes脉冲波形。理论和实验研究了Stokes光脉宽、脉冲波形前后沿时长比以及能量提取效率等参数随相遇时间的变化规律．在相遇时间2．5ns时，理论得到前后沿时长比为1，能量提取效率80%以上的Stokes放大光脉冲波形．理论和实验符合较好。     

窄脉冲光泵浦双池受激布里渊散射系统研究

对于窄脉冲激光泵浦双池受激布里渊散射(SBS)系统,其泵浦脉冲宽度和前沿形状以及振放双池系统的参数,都将影响到SBS的脉冲强度与转换效率.实验中采用了两个具有不同前沿的窄脉冲先后相继泵浦双池SBS系统.通过改变SBS放大池和聚焦透镜的焦距,观察到所产生的两个SBS脉冲具有不贩转换效率.利用振荡池产生的SBS调制种子光在放大池中的行波放大对此结果作了分析,由此提供了一种设计双池SBS系统参数的方法.     

高负载脉宽可调双池受激布里渊散射系统的实验研究

为了提高双池受激布里渊散射(SBS)系统的能量转换效率和负载能力,在布里渊放大池和产生池中选用布里渊频移接近的不同介质,利用Nd：YAG调Q激光对其特性进行了实验研究。与同种介质的双池系统相比,不仅能保持足够的能量转换效率,而且能够有效地提高其负载能力和稳定性。分析和讨论了双池间距对受激布里渊散射性能的影响。     

利用混合介质提高双池SBS系统性能的研究

双池SBS系统由振荡池和放大池两部分组成．振荡池中产生的Stokes种子光进入放大池，与抽运光作用，产生强的放大，Stokes脉冲宽度变窄，能量转换效率提高．以往人们在振荡池和放大池中使用同一种介质，其目的是为了确保Stokes种子和抽运光的频差恰为布里渊频移．但是，当振荡池和放大池中使用同一种介质时，有时受到介质的吸收系数、增益系数、声子寿命和光学击穿阈值等的限制．     

百焦耳级受激布里渊散射相位共轭激光系统

研制了一套输出能量在100 J以上的大能量高功率钕玻璃激光系统。在设计中,对光路排布进行了优化,对系统放大增益进行了数值模拟,采用像传递技术和受激布里渊散射(SBS)相位共轭技术,提高了激光束的输出质量。Nd:YLF前端输出的单纵模脉冲激光经过两级双程放大和一级助推放大,获得了106 J的能量输出。针对在大口径高能高功率激光系统中应用受激布里渊散射相位共轭镜的要求,设计了一种新型的受激布里渊散射相位共轭镜结构,这种结构克服了传统独立双池的缺点,完全适用于高能高功率激光的双程放大结构。     

种子场诱导单池SBS脉冲波形保真的实验研究

提出利用种子场诱导单池受激布里渊散射(SBS)结构获得与抽运光脉冲波形高保真的Stokes放大光脉冲,分别对稳态抽运和瞬态抽运情况下Stokes脉冲波形在不同焦距透镜下、随种子光强的变化进行了实验研究,得到了90%的脉冲波形保真度.实验结果表明,种子场诱导的SBS PCM可以获得与抽运光脉冲波形保真的Stokes放大光脉冲,并为其在ICF激光驱动系统中的潜在应用提供了依据.     

脉宽可调YAG激光器稳定性的实验研究

对脉冲Nd:YAG激光器抽运的双池受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜进行了实验研究,将相位共轭镜后向反射光束馈入YAG放大级,经放大级放大,由偏振片耦合输出的激光束具有高质量、脉宽可调的特点,远场发散角接近1倍衍射极限。同时研究了远场发散角和输出能量稳定性随抽运能量及双池间距的变化关系,通过选用最佳抽运能量,远场发散角及激光器总体输出能量的波动性都可以控制在5%以内。     

基于电光开关的高功率准分子激光MOPA系统ASE抑制

高功率准分子激光系统中的放大自发辐射(ASE)会引起主脉冲信号对比度下降,从而导致放大过程中激光脉冲信号对比度下降以及波形展宽和畸变,影响精密物理实验的开展。基于电光开关产生短脉冲的原理,对紫外波段电光开关进行了研究,建立了一种抑制准分子激光放大链ASE的方法。在对主振荡功率放大(MOPA)系统第一级预放大器的削波实验中,单电光开关和双电光开关消光比分别达到了103和104量级,削波后的激光脉冲信号对比度由原来的几十倍分别提高到105和106量级。在单路MOPA系统放大实验中,采用级联双电光开关进行了系统的ASE控制,并最终在靶面获得了良好的窄脉宽放大激光脉冲,为高功率准分子激光系统中波形放大问题提供了一个有效的解决方案。     

聚焦型布里渊池受激散射脉冲的时间特性

对单个聚焦结构布里渊池后向散射（反射）脉冲时间特性开展实验研究,观测到相位共轭保真度的时域变化,并用两个布里渊池合成得到具有较高对比度的脉冲波形。结果表明：单池反射脉冲波形敏感地依赖于泵浦能量和聚焦参数。反射脉冲前沿被陡化和压缩,脉冲前沿起点时间随泵浦能量提高而提前,变化范围约为１．５ｎｓ。验证实验表明利用多个布里渊池实现脉冲时间整形方案在原理上是可行的。     

单池受激布里渊散射脉冲波形的研究

实验研究了单池系统的结构参数对受激布里渊散射（ＳＢＳ）脉冲波形的影响,通过改变透镜焦距、透镜与池的距离可以很容易地在１．５～８ ｎｓ之间调节ＳＢＳ脉冲宽度。利用含有受激布里渊散射噪声的理论模型对ＳＢＳ脉冲波形进行了数值模拟,理论与实验符合较好     

Theoretical study on pulse-shaping of Stokes pulse with steep leading edge by two Brillouin amplifiers

A novel configuration of two Brillouin amplifiers, which contains a main amplifier combined with a reshaping amplifier, is suggested to control pulse shape of Stokes pulses with steep leading edge. Dependences of pulse shapes on several param- eters are numerically simulated. By changing the distance between the two amplifiers, the leading edge of amplified pulses can be finely adjusted. Smooth and symmetrical pulses or pulses with slow leading-edge are achieved. Theoretical re- searches prove that this system is fit for shaping pulses with steep leading edge, especially, for controlling leading edge of pulses. The results provide useful and necessary theoretical basis and guidance for the future experimental research.     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应;通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零;系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。     

Experimental and modeling studies of a Brillouin amplifier

KrF laser-pumped backward Brillouin amplification of nanosecond pulses at 248 nm is investigated both experimentally and numerically. Gain and saturation of the amplifier system are studied for an SF₆ Brillouin medium at pressures of 5 to 15 atm and 24 ns pump pulses at an intensity of ≈9 MW/cm². The input Stokes intensity is varied from 0.001 to 1.0 MW/cm². Power gains of 20 are achieved at energy extraction efficiencies of 40%. Experimental results are compared to a time dependent numerical model of pulse amplification which incorporates arbitrary pump and Stokes pulse shapes and intensities. The effect of laser bandwidth is investigated in the model calculations in order to assess its influence on Brillouin amplification     

1064nm可编程半导体激光脉冲种子源的研究

为了运用主振功率放大技术获得纳秒量级的高功率密度激光脉冲,设计了一种运用于主振功率放大的半导体激光种子源,通过编程可输出多种形状光脉冲,并采用主动脉冲外形控制技术提高了输出光脉冲的波形质量。实验中研制了高速大电流驱动模块和可编程多种调制波形发生器,并采用了1064nm量子阱分布反馈的大功率半导体激光器。结果表明,该种子源脉冲光功率优于200mW、动态范围优于20dB、脉冲宽度40ns~1μs和重复频率0MHz~5MHz可调,可编程控制输出多种波形。     

Design and operation of a 150 W near diffraction-limited laseramplifier with SBS wavefront correction

The design and operation of a Nd:glass regenerative amplifier using a stimulated Brillouin scattering (SBS) phase conjugate mirror is presented. The system can be operated at 25-30 J per pulse with a pulse width of 14 ns and a pulse repetition frequency (PRF) of 6 Hz. This results in an average output power of >150 W with a peak power of 2 GW. The experimentally measured divergence of the amplifier output is 1.25× the diffraction limit and it can be frequency doubled with >80% efficiency. The detailed considerations required for this specific amplifier design are discussed as well as how these considerations apply to the design of high average power, high beam quality laser systems in general     

光纤放大器中受激布里渊散射的抑制

建立了一种考虑受激布里渊散射(SBS)效应和输出光纤影响的光纤放大器模型,该模型能有效描述低频脉冲的放大过程。数值仿真表明,通过优化设计掺杂光纤长度,缩短输出光纤长度,增大输入脉冲峰值功率等操作可以有效抑制光纤放大器中的受激布里渊散射。本文的结果可为单频放大系统的设计提供理论依据。     

基于SESAM的全光纤被动锁模光纤激光器

研究实现了一种主振荡功率放大（MOPA）结构的高功率全光纤皮秒级被动锁模掺镱（Yb3+）光纤激光器。种子源为基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）的锁模光纤激光器,其为线性腔结构,输出功率为5.97 mW;预放大级采用单模掺镱光纤进行放大,之后经过4倍重复频率倍增系统和两级双包层掺镱光纤放大器,最终实现了平均功率74.3 W,中心波长1063.4 nm,脉冲宽度7.0 ps,重复频率68 MHz的锁模脉冲激光输出。实验中通过对种子光的处理和光纤长度的控制,未出现受激布里渊散射（SBS）、受激拉曼散射（SRS）等非线性效应。     

Theoretical analysis of the performance of an atomic iodine laser amplifier chain

The performance of an atomic iodine laser amplifier chain with output pulse powers close to 2 TW is analyzed by a numerical solution of the Maxwell-Bloch equations. Two subjects are discussed in detail. The first one refers to the pulse compression occurring in the chain as a result of saturation and some related aspects such as damage to components, self-focusing, correlations between the input and output pulse shapes, and the means of pulse shape control. The second deals with various schemes suited for achieving extraction efficiencies of about or larger than 55 percent. These include the single-pass and double-pass schemes, pulses with two carrier frequencies, and a variation of the pulse carrier frequency. In addition, the response of the chain to a variation of those parameters which are most easily subject to change in a routine operation is investigated.     

受激布里渊散射在ICF激光驱动器中的应用

本文概述了基于受激布里渊散射 (SBS)的位相共轭镜 (PCM )在惯性约束核聚变 (ICF)激光驱动器领域的实际应用 ,着重介绍了在高功率条件下 ,PCM的能量和功率负载强度、位相保真度和波形控制等关键问题。指出在超饱和工作条件下 ,采用SBS放大器—振荡器双池结构的PCM ,在获得高反射率、高保真度、可控脉冲输出的同时 ,不会增加激光系统的不稳定性。