飞秒脉冲光参量中的色散和高阶非线性效应研究

通过数值模拟超强超短激光脉冲泵浦下的MgO:LiNbO3晶体的光参量放大过程,讨论了群速度色散和高阶非线性效应对能量转换效率和脉冲波形的影响。结果表明,群速度色散会使泵浦光脉宽增加,功率密度降低;同时,大功率泵浦下高阶非线性效应的影响不可忽略,它会进一步减小能量转换效率,还会使信号光的频谱展宽。为了提高单位晶体长度的参量放大增益,可以通过引入初始啁啾来抵消群速度色散的影响。     

飞秒光参量放大过程中高阶非线性效应的影响

用计算机仿真模拟了高强度飞秒激光抽运下的光参量放大 (OPA)过程 ,着重讨论了高阶非线性效应对参量转化效率和波形的影响。为了抑制高阶非线性效应对放大信号光波形的调制 ,改善波形质量 ,防止信号光的能量倒流回抽运光 ,并为进一步从抽运光中抽取出尽可能多的能量 ,提高参量转化效率 ,引入了适当的相位失配以抵消高阶非线性效应。利用级联非线性相移从理论上解释了这一物理原因     

光纤通信中高阶色散对飞秒光脉冲传输影响的数值研究

数值模拟了光纤通信中三阶色散和四阶色散对飞秒光脉冲传输的影响,结果表明三阶色散和四阶色散都会影响通信质量,三阶色散起主要作用,正常色散使光脉冲向前沿偏移,反常色散使光脉冲向后沿偏移,它们都使脉冲展宽且形成振荡带;四阶色散使脉冲展宽且光谱出现旁瓣。     

高阶色散和高阶非线性效应对准光孤子传输的影响

为了研究高阶色散和高阶非线性效应对其在普通光纤上传输的影响,用数值模拟的方法研究了三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应对准光孤子传输的影响.结果表明准光孤子在实际的普通光纤中传输时,三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应中,冲内拉曼效应对其传输产生的影响比较大,致使准光孤子在普通光纤上传输时脉冲不断展宽,脉冲峰值功率降低,不能长距离保持脉冲形状不变.     

飞秒光参量放大技术原理及应用

飞秒光参量放大技术是一种获得宽带飞秒脉冲的有效手段.首先介绍了飞秒光参量放大技术的基本原理,并通过数值模拟显示了群速度失配及位相失配对信号转换过程的影响.数值计算结果表明:群速度失配及位相失配会导致转换效率下降,群速度失配还会导致脉冲发生畸变.其次,综述了该技术在超短脉冲特别是周期量级脉冲产生方面的研究进展,并介绍了Baltuska等设计的可以产生3.9 fs脉冲的非共线光参量放大装置.其中,详细讨论了超连续白光注入源、泵浦光角色散以及晶体选择三方面内容.最后介绍了该技术在高能飞秒脉冲产生方面取得的最新研究进展.     

可调谐超短中红外激光脉冲的参变产生与放大及其最新进展

介绍了基于非线性光学参变过程产生和放大中红外可调谐超短激光脉冲的主要方法,比较了参变振荡、差频产生、光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大等4种产生与放大方法的技术特点,重点评述了最近10年来国内外利用光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大实现大增益宽带和高峰值功率输出的最新进展.探讨了获得更高能量/功率和更短脉冲(更大带宽)...     

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。     

超短光脉冲在高阶非线性色散介质中的波群分解法

本文给出非线性介质中超短光脉冲传输时计及二阶色散的波群分解法，并在不同ＳＰＭ、ＧＶＤ及啁啾条件下作了详细推导和讨论，在振幅极值、延时和波群频率三维表象中，描述脉冲传输的振幅包络具有明确的物理图像。该法亦可用于数值计算中。     

高阶非线性效应下飞秒光脉冲间的相互作用

研究了光纤通信中高阶非线性下飞秒光脉冲间的相互作用。数值结果表明:自频移和 自陡峭都使脉冲向后沿呈现非线性的偏移,前一个脉冲的偏移量很小,基本上是呈线性偏移,后一个脉冲随传输距离的增加,偏移量逐渐的增大,呈非线性偏移。二脉冲在传输的过程中,前一个脉冲的峰值强度逐渐地减小,后一个脉冲的峰值强度逐渐地增加。在自频移和自陡峭的共同作用下,后一个脉冲在相同的传输距离内偏移量较之它们单独存在时大得多,同时脉冲间能量的转移也变快。三脉冲和四脉冲间的相互作用具有类似的结果。     

中红外光参变振荡非线性晶体及器件研究进展

评述了近年中红外光参变振荡器(OPO)的研究进展,主要包括OPO非线性晶体的特性及OPO技术参量与器件系统,给出中红外OPO目前存在的关键问题和今后的发展方向,提出了进一步改善器件性能的可能途径。     

光参量放大脉冲发生器中色散效应的研究

走离效应对参量放大脉冲发生器具有重大影响,群速度色散将使脉冲展宽。采用分步傅里叶法对耦合方程求解,分析了利用参量放大器产生脉冲的过程中色散效应的影响。依照所设定参数的仿真结果表明：输入泵浦波的调制频率为1GHz时,走离效应、群速度色散的影响几乎可以忽略;调制频率增加到20GHz,光纤中的群速度色散可以缓解由于泵浦波、闲频波之间的走离效应导致的脉冲畸变;而随着调制频率的继续增大到100GHz,色散效应和走离效应将使得产生的脉冲受到严重恶化。     

Investigation of spectral bandwidth of BBO-I phase matching non-collinear optical parametric amplification from visible to near-infrared

Laser sources which have high power, short time duration and are broadly tunable are needed for the application of ultra-fast lasers. Femtosecond optical parametric amplification (OPA) is one of the most important techniques to produce broadly tunable and several femtosecond laser pulses. To obtain an extremely short pulse, the femtosecond OPA should adequately support a large spectral bandwidth. Ultra-broadband type-Ⅰ phase matching OPA based on BBO was theoretically investigated. The achromatic phase matching (APM) technology was introduced to femtosecond OPA, and a broadband phase matching condition was given when the signal beams were angularly dispersed.The methods were presented to choose the optimized non-collinear angle and angular dispersion. Effects of non-collinear angle and rate of angular dispersion to the parametric bandwidth were also discussed. The results indicate that a proper non-collinear angle of the noncollinear optical parametric amplifier (NOPA) and getting signal beams dispersed at the right rate in nearinfrared conditions can increase the parametric bandwidth dramatically.     

级联光参量振荡与放大技术研究进展

高性能中红外激光源在科研、民用及军事对抗等领域具有重要的应用价值。级联光参量振荡与放大技术可以显著提高抽运光子利用率,是获取高转换效率、高光束质量和系统高度集成中红外激光的有效方式。介绍了级联光参量振荡与放大技术的基础理论、典型结构以及常用非线性光学晶体,评述了级联光参量振荡与放大技术的研究进展,分析了级联光参量振荡与放大技术在非线性晶体制备、废热管理和镀膜工艺等方面面临的挑战,并对这项技术的发展趋势进行了展望。     

基于掺铒(Er3+)光纤飞秒光孤子脉冲的实验放大研究

通过自行设计的同向泵浦和逆向泵浦两种结构,从脉冲宽度、单脉冲峰值能量、峰值功率、增益以及光谱形状方面实验分析了不同泵浦功率情况下飞秒光孤子脉冲的放大情况,得到了逆向泵浦的效率较高的结论.     

一种脉冲宽调谐BBO光参量振荡器的实验研究

使用Nd：YAG激光器的倍频(0．532μm)光泵浦BBO晶体光参量振荡器，使用一组腔片，获得0．7～2．1μm可调谐激光输出，并对实验结果进行了分析。     

临界相位匹配砷酸钛氧钾光参量振荡器研究

为得到3~5 μm的中红外输出,对非共线泵浦砷酸钛氧钾（KTA）的临界相位匹配（θ=41.4°,φ=0°）光参量振荡器（OPO）进行了理论分析及实验研究。当以电光调Q的Nd∶YAG激光器泵浦KTA-OPO时,对应输出为3.75 μm的中红外激光,重复频率为1~25 Hz,最高输出单脉冲闲频光能量≥4.5 mJ。     

光纤参量放大技术及应用

光纤参量放大基于在技术上的优势,越来越引起研究人员的重视.文章介绍了光纤参量放大器的结构及近期的研究情况,概述了其在分立集总放大、波长透明转换、慢光的产生,归零码生成及光时分复用(OTDM)等方面的应用.     

飞秒强激光的拉曼延迟克尔非线性效应研究

飞秒强脉冲激光具有高功率、窄脉宽和宽光谱等特点,其在大气传输过程中涉及很多线性和非线性的物理机制,高阶效应对传输将产生一系列重要的影响.采用数值方法求解包含拉曼延迟响应的非线性传输方程,研究了与拉曼延迟响应时间相当的、具有几十飞秒脉宽的飞秒强激光大气传输中拉曼延迟克尔非线性效应引起的非线性折射率变化、自聚焦和光谱展宽特...