利用时空变换获得超短激光脉冲

由LD抽运Nd-YLF固体激光器输出的单纵模调Q激光脉冲，脉宽约为85ns，经过快速LiNbO3电光偏转器实现时空变换，用狭缝削取脉宽约为1ns的超短激光脉冲。导出激光束通过偏转器后扫描光线长度与加到偏转器上的快速电压脉冲变化率关系，并在实验中分别用MOS管和雪崩管高压电脉冲发生器取代价格昂贵的冷阴极管高压电脉冲发生器，获得激光脉冲宽度压缩约两个量级，且实现激光脉冲宽度可调。     

用干涉自相关包络宽度测量超短激光脉冲啁啾

为了测量超短激光脉冲啁啾值,提出了一种用2次干涉自相关包络宽度测量啁啾值的简单方法。利用2次干涉自相关包络宽度对啁啾有很高的灵敏度、含有不同啁啾量的超短激光脉冲有不同的包络宽度的特性,通过对高斯型强度分布的线性、平方及立方啁啾的干涉自相关包络函数进行了理论分析,得到包络宽度与啁啾量值之间的对应关系。采用干涉自相关2次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的含有啁啾的脉冲进行测量,其干涉自相关包络宽度为1.15,被测超短激光脉冲啁啾为1.0。结果表明,根据含有啁啾的干涉自相关曲线两翼的特征,可判断啁啾阶数,再根据包络宽度与啁啾值的对应关系,可估定啁啾量值;用干涉自相关包络宽度能容易地测量超短激光脉冲的啁啾量值。     

利用频率分辨光学门回归超短脉冲振幅和相位

本文首先介绍频率分辨光学门（RFOG）技术的原理和算法。对于倍频情况（SHG-FROG），我们编程实现了利用计算机快速回归。文中给出了利用该程序所获得的回归结果及对传统算法的改进。事实证明，该算法在分析各种性质的超短脉冲时既准确又方便。     

不对称干涉自相关测量超短激光脉冲啁啾方向

提出了测量超短激光脉冲混合啁啾方向的方法。这种方法是基于混合啁啾方向随干涉自相关(IAC)信号不对称性及超短激光脉冲光谱不对称性的变化而变化。据此,得到用(IAC)包络差值信号及超短激光脉冲光谱判断线性啁啾与平方啁啾的方向。采用IAC二次谐波检测系统对加浓染料激光器输出的脉冲进行了测量,获得了被测超短激光脉冲的线性啁啾值及平方啁啾值的正与负。从而实现了对超短激光脉冲混合啁啾方向的测量。     

超短脉冲激光的新进展

里弗莫尔研究人员已拍摄记录了拍瓦激光的超短脉冲信号，并发现它们的新应用。此台拍瓦激光器已运转3年，常规产生500J以上的能量，脉宽500fs。利用它进行的实验评估了获得惯性约束聚变快点火器方法；产生了用于X射线照像的辐射或高功率电子；产生了用于核物理实验的高功率γ射线。     

单周期超短脉冲光束的时空传输

当电偶极子以高斯脉冲形式随时间振荡时，辐射出的电磁场可以用来描写非缓变包格近似条件下单周期超短脉冲光束在自由空间中的传输特性。利用复点源模型，通过分析和计算，我们得出它的传输特性。第一，在空间传输过程中，单周期超短脉冲高期光束能流密度基本保持高斯函数不变，振幅大小随不同的z平面振荡。第二，单周期超短脉冲光束在真空中主要以光速c沿z方向传输。在传输过程中，脉冲宽度保持不变，脉冲形状演变成不对称。能流密度不再随时间作简谐振荡，它的振幅构成一个高斯形状的包络。     

超短脉冲在远场的时空特性

将在时间和空间上为高斯型的超短脉冲分解成不同时间频率的高斯光束．详细地分析了其远场由于时空耦合引起的光谱频移、波前弯曲等复杂的时空特征。     

光参量效应中低阶色散对超短高斯脉冲展宽的影响

以宽度为50 fs的超短脉冲和负单轴晶体CsLiB6O10(CLBO)为例,对非线性光学晶体中低阶群速度色散(GVD)导致的超短高斯脉冲和超高斯脉冲的脉冲展宽进行了理论分析.在光参量相互作用过程中,对初始无啁啾和有啁啾调制的超短高斯脉冲的脉冲展宽机制和因素进行了数值计算,得出群速度色散导致超短脉冲的寻常光比非寻常光脉冲展宽更严重;波长越短,脉冲展宽越大;当晶体长度等于色散长度时,脉冲宽度增加为初始时的2倍,色散长度越短,超短脉冲展宽越明显.     

增益开关半导体激光器超短光脉冲消啁啾研究

增益开关半导体激光器的输出光脉冲具有“红移”啁啾，本文对具有不同时域及频域特性的啁啾光脉冲采用F－P滤波和正常色散光纤补偿两种消啁啾的效果进行了理论研究．结果表明，这两种消啁啾方法在单独运用时，都只能在一定的超短光脉冲脉宽和诺宽特性条件下，获得近变换极限光脉冲，而两种消啁啾方法的结合则可以改善消啁啾效果．实验结果也证明了理论计算的结论．     

振幅调制连续光产生高功率超短脉冲串的研究

高功率超短脉冲串需求广泛,但是有限的平均功率和能量的低利用率限制了超短脉冲串的应用。基于不同于锁模机制的非线性孤子效应,利用振幅调制连续光抽运,数值模拟了光纤中高功率超短脉冲串的稳定产生。分别研究各输入参数如抽运功率、调制深度、调制频率以及光纤参数包括非线性系数、群速度色散系数等对高功率超短脉冲串输出特性的影响规律。为了综合考量各参数对抽运效率的影响,以利于光纤参数和调制参数的选择,引入了归一化调制频率。研究结果表明:选择具有小非线性及较大群速度色散的光纤,适当增加调制频率和调制深度,都可以在保证高平均功率输出的同时获得相对高的抽运效率,而较小抽运功率则有利于能量提取。     

超短脉冲的测量

本文分析了利用强度自相关和干涉自相关信息获取超短光脉冲形状和啁啾特性的方法及其缺陷。提出了一种直接测量超短光脉冲幅度谱和相位谱的原理和测量装置，并对锁模脉冲进行了测量，然后由逆傅里叶变换即可得到脉冲时域特性（脉冲形状和宽度），且由相位可得超短脉冲的各阶啁啾系数。     

光谱相位相干技术测量飞秒脉冲的倍频误差

从理论上推导了第Ⅱ类相位匹配下宽带飞秒脉冲的二次谐波光场,分析输入飞秒脉冲的非共线相位匹配方式、脉冲带宽引起相位失配与群速失配对测量的影响。结果表明,为了消除飞秒脉冲的带宽影响,需要对测量记录的光强乘以一个调制因子;测量相位误差与非共线相位匹配的夹角和晶体长度成正比;相位失配与群速失配产生相位测量误差,且第Ⅱ类相位匹配方式下脉冲附加相位值较大;强度和相位误差需要在脉冲重建结果中补偿。     

远场的薄色散介质对超短脉冲的影响

时空耦合效应导致超短脉冲在远场频谱分布的复杂性。这种复杂性使放置于远场的薄色散介质对光脉冲同时产生时间展宽和波前弯曲等变化。同时给出了解析结果和数值计算实例。     

超短啁啾脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束的传输式

为了研究超短啁啾脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束合理的物理模型和光束参量对物理模型的影响,采用复振幅包络表示式和复解析信号表示式推导了这类脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解。对复振幅包络解奇异性的产生进行了详细分析,讨论了脉冲啁啾、脉冲宽度和模式对复振幅包络解奇异性的影响。计算结果表明,当脉冲光束存在啁啾时,啁啾量越大,复振幅包络解的奇异点位置离光束中心越近,而复解析信号解在任意大小啁啾的情况下都不存在奇异性;对于啁啾量相同的脉冲,脉冲宽度越小或模指数越大其奇异性位置离光束中心越近。因而要建立激光光束合理的物理模型必须根据光束参量采用合适的研究方法。     

载波包络相位稳定的6 fs超快强激光脉冲及其在高次谐波产生中的应用

脉冲宽度40 fs,功率1.1 W的载波包络相位(CEP)稳定的飞秒激光脉冲在充氩气的空芯光纤内由于自相位调制频谱展宽,通过啁啾镜和斜劈补偿色散,最终可获得脉冲宽度为6 fs的载波包络相位稳定的强激光脉冲.将之应用到高次谐波实验中得到了脉冲宽度为500 as的单个阿秒脉冲.     

高速光纤网络中的超短光脉冲产生技术

文章综述了高速光纤网络中的超短光脉冲产生技术及其进展,讨论了实现高效率脉冲压缩的途径,介绍了作者利用阶梯色散渐减光纤环镜代替色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法的研究成果.数值计算表明,该方法的压缩效果与色散渐减光纤环镜的压缩效果基本一致,解决了色散渐减光纤制作和选择困难的问题,给系统设计带来了方便.     

啁啾脉冲高斯光束在自由空间的传输

基于瑞利-索末菲衍射积分,使用复解析信号法推导出了啁啾脉冲高斯光束在自由空间中的传输方程及其傅里叶谱,给出了远场的光场和空间光强的解析式,研究了啁啾参数C对脉冲光束传输的影响。结果表明,当啁啾参数C较小时,随啁啾参数增加,其轴上光谱蓝移增加C2倍,其轴上谱线宽度增加(1 C2)1/2倍。随衍射角增大,轴外光谱红移比无啁啾参数时快。脉冲宽度较小时,啁啾参数增大,轴上光强增大,横向光强分布越集中于传输轴附近;脉冲宽度较大时,啁啾参数增大对横向光强的影响减小。啁啾参数的正负号不影响横向光强分布和光谱分布。     

SOA双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响

探讨了半导体光放大器(SOA)中的双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响。双折射使得SOA对光的相位调制具有偏振相关性,TE模和TM模具有不同的光谱分布,从而总的光谱被展宽。研究表明,超短光脉冲在SOA中发生的光谱展宽中,很大程度上是来源于相位调制的偏振相关性,并与SOA的工作电流、光功率和脉冲形状等因素有关;通过在有源区中引进合适的应变和合适的波导设计,有可能消除这种不利影响。     

超短激光脉冲在线性色散光纤中的传播

研究了线性光纤中色散导致光脉冲展宽的详细物理过程,以此为光纤中光孤子产生的物理过程作物理上的准备。