光栅对刻线失配对啁啾脉冲时间波形的影响

为了研究啁啾脉冲在光参量啁啾脉冲放大系统中传输时脉冲变化的情况,采用光线追迹法和4阶龙格-库塔法,得到了压缩器光栅对刻线失配对输出脉冲宽度和时间波形的影响的模拟结果。结果表明,当光栅对刻线失配且夹角约在±4°范围内时,若只考虑2阶色散的影响,初始啁啾导致脉冲宽度略小于无初始啁啾脉冲的宽度。当考虑到3阶、4阶及更高阶色散时,脉冲宽度大于种子脉冲的初始宽度。当入射脉冲具有正啁啾时,出射脉宽随夹角α的增大不断增加,但当具有负啁啾时,脉宽随α的增大先减小后再增大。光栅G2顺时针旋转时的脉宽变化与G2逆时针旋转时脉宽变化相同。另外,初始啁啾对出射脉冲出现的预脉冲、尾脉冲有一定的削弱作用,负啁啾对脉冲展宽和失真的影响明显小于相应的正啁啾。     

压缩器光栅不平行度对色散影响的光线追迹法分析

利用光线追迹方法,对啁啾脉冲激光放大系统中压缩器的色散量进行了计算,分析了压缩器中两光栅不平行度对各阶色散量产生的影响,为压缩器光栅对的调节提供了依据。     

OPCPA系统中压缩器表面失配时啁啾脉冲时间波形的研究

利用光线追迹法和四阶龙格-库塔法分析模拟了啁啾脉冲在OPCPA系统中传输时脉冲变化的情况,讨论了压缩器光栅对表面失配对输出脉冲宽度和时间波形的影响。结果表明,当光栅对表面失配时,光栅旋转方向以及初始啁啾共同作用导致脉冲宽度略大于或小于无初始啁啾脉冲的宽度。总体上,光栅G2顺时针旋转时的脉宽变化比G2逆时针旋转时脉宽变化快。而当脉冲有初始啁啾时,将对脉冲出现的预脉冲、尾脉冲有一定的削弱作用,脉冲前后沿的对称性也发生了变化。     

有限尺寸光栅压缩器的优化设计

分析了超短超强激光系统中有限尺寸光栅压缩器设计的关键物理参数及约束条件,得到了压缩器优化的三项基本变量。给出了一种输出能量最大化的压缩器优化方法,进而确定了有限尺寸光栅压缩器的最大工作能力。针对传统的圆光束方案提出了改进的椭圆光束方案,增大了聚焦能量,减小了焦斑尺寸,提高了峰值聚焦功率密度。通过数值模拟对500 mm曝光口径介质膜光栅在圆光束和椭圆光束两种方案下的最大输出能力进行分析比较,指出单块光栅在椭圆光束方案下可以实现500 fs,500 J,1 PW的脉冲输出。     

全电介质脉宽压缩光栅的研究进展

超短脉冲超高能量激光器作为研究光和物质相互作用以及惯性约束聚变的手段而得到了广泛的应用。综述了应用于啁啾脉冲放大(CPA)系统的脉冲压缩光栅(PCG)的发展概况；分析和评述了脉宽压缩光栅的设计原理和制作工艺，并给出了脉宽压缩光栅的发展展望。实践和理论证明采用多层膜介质衍射光栅是实现高性能脉宽压缩光栅的一种优良的设计方案。     

色散对DWDM通信系统光纤光栅滤波器的码率限制

分析了DWDM通信系统中光纤光栅滤波器色散特性对码率的影响,计算了啁啾超高斯型光脉冲情形下光栅滤波器的码率限制。计算表明,啁啾的存在严重地恶化了色散展宽,当光栅长度为几cm、信道间距与信道带宽的比值（△／Bw）≤5时,啁啾光脉冲成为限制码率的主要因素。当（△／Bw）较大时,为减少色散的影响,对光纤光栅的长度应作限制。     

光纤光栅补偿偏振模色散研究

研究了近年来光纤光栅作为偏振模色散补偿器件的成果,对基于线性和非线性啁啾光纤光栅的PMD补偿方案和补偿效果作了较全面的总结、分析和比较.     

基于均匀级联光纤光栅的全光纤脉冲压缩器的数值模拟

给出了基于均匀级联光纤光栅的全光纤可调谐脉冲压缩器的结构设计.对皮秒脉冲在此压缩器中的演化过程进行了数值模拟和分析.数值结果表明,适当选择光纤光栅及入射脉冲的参数,脉冲能够得到有效压缩.进一步的研究发现,如果脉冲光源带有一定的负啁啾,脉冲将被压缩的更窄,而且所需的光栅长度也明显减小.     

光栅拼接技术研究进展

大面积衍射光栅的研制一直是研究的重大课题之一,同时大面积衍射光栅的制作以及获取是光栅研制的一个技术难点,啁啾脉冲放大(CPA)技术的出现更加加剧了对米级光栅的需求.由于大口径光栅制造技术难实现和经济代价高昂的限制,因此采用拼接的方法增大光栅的尺寸成为公认的经济有效的途径.详细介绍了光栅拼接的理论研究,并在此理论指导下,...     

光纤—光纤光栅脉冲压缩器的研究

本文提出了利用正常色散光纤加线性啁啾光纤光栅组成全光纤光脉冲压缩器方案,理论和数值分析了压缩器的压缩特性,给出光纤－光纤栅压缩器的设计规则,指出了有关文献压缩器设计规则的局限性,提出了新结论。     

光参量啁啾脉冲过饱和放大实现超短脉冲的频谱整形

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)非线性过程是个可逆过程,信号光增大到最大值时抽运光能量已几乎被耗尽,随即进入过饱和放大阶段,能量会由信号光和闲频光重新回到抽运光中.提出了利用这一过程实现啁啾脉冲频谱整形的一种新方法.通过数值模拟说明了这种啁啾脉冲频谱整形方法的原理.计算结果也表明了通过改变抽运光强、调节相位匹配角、改变抽运脉冲波形能实现对脉冲频谱整形结果的有效控制,甚至可以通过选择适当的抽运光和信号光的同步关系,使放大后输出信号光有一定的频移,这一点可以用来抑制钛宝石饱和放大引起的光谱红移.     

飞秒激光放大系统中色散补偿的光线追迹精确算法

对用于计算CPA系统色散的光线追迹法数值算法中出现的误差进行了分析。提出了变步长算法,即在研究CPA系统中高阶色散的补偿问题时,通过选择合理的步长,以减小计算高阶色散的数据振荡,这样明显提高了系统总体色散补偿的计算精度,使计算结果的相对误差从11．8％减小到1．3％,从而使系统色散能够得到更好的补偿,使算法更加完善。通过解析求导结果的检验,证明最佳步长范围为4～8h。     

超强固体激光及其在前沿学科中的应用(1)

20世纪80年代中期发展起来的啁啾脉冲放大(CPA)技术与先进的高功率激光技术及优良的激光增益介质相结合把激光峰值输出功率提高了几个数量级,出现了输出拍瓦级(1015W)皮秒(10-12s)和飞秒(10-15s)脉冲的固体激光装置,聚焦峰值功率密度达到1020~1022W/cm2。激光与物质相互作用的物理过程中,激光功率密度起主导作用,不同光强对应不同的物理学领域。如此高的激光功率密度能够在实验室中产生前所未有的极端物态条件,即超强电场、超强磁场和超高压强等,从而开创了崭新的强场物理领域,推动了相关学科的交叉融合,形成了多个前沿研究方向,如粒子加速、强辐射源、先进光源、阿秒物理、快点火聚变、超热物质、激光核物理、超快过程诊断、激光天体物理、非线性量子电动力学(QED)等,在材料科学、生命科学和医学等领域中也极具应用价值。     

镀铬基片全息光栅光刻胶掩模槽形参量光谱检测方法

为了检测全息光栅掩模槽形,运用严格耦合波理论(RCWT)分析镀铬基片光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线与槽形参量的关系。测量了400~700 nm波长范围内60°入射角条件下的镀铬基片全息光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线。将实验曲线与不同槽形参数对应理论曲线相减、求标准差进行匹配,标准差最小者为匹配结果,从而找到被测掩模的槽深和占宽比(光栅齿宽占光栅周期的百分比)。结果表明,该方法图形匹配速度快,误差容限大,匹配结果与电镜结果相符。对于要求同时检测矩形或接近矩形槽形的全息光刻胶光栅掩模的槽深和占宽比,该方法完全适用。     

展宽器中非对称光谱剪切对输出脉冲对比度的影响

在展宽器中,光谱的剪切情况非常重要,它直接影响输出脉冲的质量.以Offner展宽器为例,参照以往建立的光线追迹模型,建立了分析展宽器中光谱剪切的模型.发现当展宽器的参数确定好后,光栅放置的位置对激光脉冲光谱剪切有非常重要的影响.当光栅相对于光轴中心对称放置时,展宽器容许通过的光谱相对于激光中心波长将是非对称分布的,即此时在展宽器中发生的光谱剪切为非对称光谱剪切,在神光II第9路拍瓦激光装置中,这种非对称光谱剪切将使输出脉冲对比度下降一个数量级.为了使展宽器中通过的光谱相对于激光中心波长对称分布,需要将光栅相对于光轴非中心对称放置.     

啁啾光纤光栅色散补偿方案研究

设计了利用啁啾光纤光栅(CFG)对10Gbit／S光信号进行色散补偿的仿真模拟系统,该模拟系统研究了5种不同的色散补偿方案对系统误码率的影响,选出了最佳的一种补偿方案,模拟研究了入纤光功率对系统误码率的影响,结论是在保持光探测器接收功率不变的条件下,入纤光功率越高,误码率越大．对于最佳色散补偿方案,入纤光功率为6dBm时既能保证较高的传输功率又有较好的误码性能。     

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。     

啁啾光纤光栅中偏振模色散的研究

首先介绍了不同种双折射率差Δn的光纤制成的啁啾光纤光栅中偏振模色散现象 ,然后说明了光栅中偏振模色散的大小与 Δ n的相关性 ,并阐述了对用于色散补偿作用的啁啾光纤光栅中偏振模色散的消除 (补偿 )方法 ,最后指出利用啁啾光纤光栅中大的偏振模色散对高速光通信系统传输线路中偏振模色散的补偿方法。     

啁啾光纤光栅色散补偿变迹函数的研究

本文理论地研究了啁啾光纤光栅色散补偿迹耦合函数,将两个耦合方程推导一个Ｒｉｃｃａｔｉ微分方程然后通过Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法求解在不同耦合函数下啁啾光纤光栅的反射,色散和群时延,系统地讨论了和比较了两种合函数下的啁光纤光栅补偿性能。