小型化超宽带光学参量啁啾脉冲放大系统的研究

光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术将是替代CPA技术而产生脉宽更短、峰值功率更高脉冲激光的最新技术．目前超短超强脉冲激光技术发展的方向是采用OPCPA技术建立高柬质、高效率、脉宽小于30fs的峰值功率大于TW的小型化台面超短超强脉冲激光系统．     

拍瓦级光参量啁啾脉冲放大系统中光参量相位演化研究

在基于光参量啁啾脉冲放大的拍瓦级超短超强飞秒激光装置中,光参量相位是阻碍脉冲时域压缩的关键因素。对中国工程物理研究院的数拍瓦全光参量啁啾脉冲放大装置（SILEX-II）的光参量相位演化进行了详细研究。研究结果表明,通过光参量放大过程累积的群延迟色散高达532 fs2,三阶色散高达5782 fs3,在未补偿光参量相位的情况下,压缩脉冲的时域峰值强度仅为傅里叶变换极限脉冲的43%。通过调节压缩器光栅间距,补偿了光参量相位的群延迟色散,将压缩脉冲的时域峰值强度增加至傅里叶变换极限脉冲的94%。研究结果为SILEX-II激光装置的脉冲时域压缩提供了有效指导,同时也为未来基于全光参量啁啾脉冲放大技术的10～100 PW高峰值功率激光器的设计提供了依据。     

时间透镜可放大超短脉冲

劳伦斯·里弗莫尔国家实验室已发展一种时间显微镜 ,可将超短脉冲光波形展宽10 3倍 ,使其测量简化 ,该法事先使输入波形色散 ,然而将它与钛宝石激光的弥散啁啾脉冲在偏硼酸钡晶体中混频。混频信号再通过群速延迟色散放大的光学系统聚焦。该装置有 30 0 fs的分辨率和 5 .7ps的输入视场 ,可将 6 6 7fs的脉冲间隔放大到 6 8.7ps时间透镜可放大超短脉冲@咏涛     

超短脉冲高功率激光及其应用

1．前言可见光的1个周期约2fs，迄今已获得的最短脉冲为6fs，这样的脉宽可看成1个周期的量级。为了获得比此更短的脉冲，不得不利用与中心波长同量级带宽的可见光，或者短波长光。直到数年前为止，染料激光是产生超短脉冲的主流，对撞脉冲锁模把脉宽推进到很短的水平。由振荡器单独产生的脉定最短已达27fs，在腔外用光纤脉冲压缩器已获得6fs的脉冲。最近流行的话题是以钛宝石为代表的固体激光器，利用光克尔效应进行自锁模，由振荡器单独产生的脉宽为8．3fs。可以认为，由于共振腔内进行适当的色散补偿而形成一种孤子，激光输出非‘常稳定。…     

亚5fs强激光脉冲的掺钛宝石激光器

随着激光技术的最新发展，钛宝石激光系统产生了极强的超短光脉冲。目前，光谱展宽和超宽带色散的新技术，可将脉冲压缩到低于5fs，并具有几千兆瓦的峰值功率。这些是迄今为止获得的最短高功率脉冲。它们开启了在光波周期的时间范畴内控制不受到扰动的光与物质相互作用的研究途径，并且可能应用在“水窗”（wate－window）中产生相干X光以及产生阿秒软X光脉冲。自激光锁模技术发明以来，超短光脉冲技术一直是人们不断研究的课题，最终于80年代中期，在620urn波长取得了三个光波周期的6fs脉冲。这种从未有过的窄脉宽是通过压缩复杂染料激光…     

高峰值功率光纤脉冲激光系统

报道了一种基于大模场光子晶体光纤放大的高峰值功率飞秒脉冲激光系统。该激光器系统采用光纤啁啾脉冲放大结构,种子源采用重复频率为40 MHz,脉冲宽度为500fs,输出功率为10mW的光纤激光器。利用体布拉格光栅(VBG)将脉冲展宽至500ps,经过多级放大并利用声光调制器降频为500kHz,然后采用大模场纤芯直径为40μm和85μm光子晶体光纤作为功率放大器,最后采用VBG压缩脉宽至767fs,得到平均功率为104 W的激光输出,其中心波长为1030nm,实现了峰值功率为0.271GW的近衍射极限激光功率输出。     

激光简化了同位素浓缩

密歇根大学研究人员开发了一种简单有效的方法来生产浓缩同位素膜。此法用台式太瓦激光器 ,提供一个简洁方法来替换传统的气体扩散技术。一台 780 nm的钛宝石啁啾脉冲放大激光器用超短高能脉冲烧蚀一固体靶。扩张的等离子体使较轻的同位素位于其中心 ,较重同位素则呈螺旋形分布于外部区域。由于脉冲很短 (150～ 2 0 0 fs) ,强度可高达 1PW/cm2。超快激光脉冲聚焦于靶产生磁场 ,磁场偏转原子 ,将轻重原子分离 ,以基片捕获原子研究人员用各种靶来做实验 ,有氮化硼、氮化镓、锌、钛和铜。该校超快光科学中心的 Peter Proko说 ,在所有的情形中…     

光谱相位相干直接电场重构法测量飞秒脉冲的适用性问题

分析了现有光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)系统的一个缺点,即需预先估计待测脉冲的特性,来设定合适的系统参数.因而其适用范围受到一定限制,特别是在测量啁啾脉冲时容易出现偏差.实验用SPIDER系统分别测量了钛宝石飞秒激光器输出的脉冲及其经BK7玻璃块展宽得到的啁啾脉冲,测得啁啾脉冲的宽度为295 fs,作剪切量修正后测得脉宽为322 fs,后者更接近理论预期的313 fs.这表明SPIDER系统测量啁啾脉冲时,如果色散器提供的色散量不够大,会出现一定程度的偏差.通过补充记录两个和频脉冲的光谱,修正实际的剪切量,可有效减小误差,但问题仍未完全解决.     

1972年国际量子电子学会议技术论文摘要

横向激励大气压CO_2振荡-放大激光器产生2仟兆瓦峰值功率。随着横向激励大气压CO_2激光器的出现,在10.6微米波长上产生的峰值功率有了显著的增长。这些进展,加上高速光调制器以及大容积予电离泵浦的当前进展,现已为能产生极短辐射脉冲,峰值功率有可能达到数仟兆瓦的CO_2振荡-放大系统的实验铺平了道路。在长的作用波长上获得如此高功率超短脉冲,在当前对于研究高强度激光器辐射与物质的瞬时作用是很有意义的。本文描述了能辐射具有4焦耳数量级能量及2毫微秒受仪器限制的脉宽的单一脉冲的大气压振荡器-放大器组合系统的设计、结构及性能。发现这些脉冲的功率电平均超出2仟     

10~(21)W/cm~2大口径钛宝石圆盘放大器

用做啁啾脉冲放大器最通常的两种增益介质是钕玻璃和钛宝石 ,里弗莫尔实验室的研究人员采用最大的钛宝石圆盘放大器 ( 10 cm直径 )做啁啾脉冲放大系统 ,使聚焦后的焦点强度超过 10 2 1W/ cm2。激光器与以前设计的用 532 nm波长、15J抽运的 3cm孔径宝石放大器啁啾脉冲放大系统非常相似 ,得到 3J能量。此设计是一个完全单独的设施 ,与 3cm孔径相同。起始的靶实验用于测量金的光核激励。产生的各种同位素分析为达到的峰值强度提供独立证据。10~(21)W/cm~2大口径钛宝石圆盘放大器…     

输出参数可调的微宝石激光器设计

从激光二极管泵浦Cr4 :YAG被动调Q微宝石激光器速率方程出发,分析了微宝石激光器输出参数(脉冲能量、峰值功率、脉宽、重复频率)的影响因素,计算表明在激光模块(包括激光晶体、调Q晶体、镀膜)已定的情况下,输出激光脉冲的脉宽也已定,而改变泵浦面积可以同时改变脉冲能量、峰值功率、重复频率,改变泵浦速率只改变脉冲重复频率.在此基础上对输出参数可调的微宝石激光器进行了概念设计.     

氩离子激光连续泵浦钛宝石激光器获得成功

连续波输出钛宝石激光器是近几年国内外可调谐固体激光器和超短脉冲(特别是飞秒)激光研究的一个热点。国外已出现了脉冲的和连续可调谐钛宝石激光器和锁模超短脉冲钛宝石激光器产品,我国也有一些单位先后开展了这项研究,脉冲的和准连续的掺钛宝石激光器也已相继研制成功,但氩离子激光泵浦连续钛宝     

25飞秒CPM染料激光器的频率可调谐特性

本文报导可产生几十飞秒脉宽的可调谐超短脉冲染料激光器。该激光器腔内插有四个棱镜,适当放置四个棱镜的位置和取向,可使其具有两方面的功能:一则可以补偿锁模脉冲的啁啾,使锁模脉冲得到最大限度地压缩以产生几十飞秒的超短光脉     

亚5 fs强激光脉冲的掺钛宝石激光器

随着激光技术的最新发展,钛宝石激光系统产生了极强的超短光脉冲.目前,光谱展宽和超宽带色散的新技术,可将脉冲压缩到低于5fs,并具有几千兆瓦的峰值功率.这些是迄今为止获得的最短高功率脉冲.它们开启了在光波周期的时间范畴内控制不受到扰动的光与物质相互作用的研究途径,并且可能应用在"水窗"(water-window)中产生相干X光以及产生阿秒软X光脉冲.     

媒体扫描

英国建成拍瓦（1015W）激光器卢瑟福·阿普尔顿实验室“火神”钕玻璃激光器重大升级已使其功率提升了10倍。该室宣称，该激光器现在能产生比世界上任何激光器更高的聚焦强度。现在能产生500J能量、500fs脉宽的脉冲，相应的靶上功率水平为1PW(1015W)。英国政府首席科学顾问，科技办公室负责人D.King于今年4月主持了升级激光器的落成典礼。该典礼是该室中央激光装置成立25周年庆祝仪式的一部份。“火神”拍瓦激光系统已成为英国学术研究人员和国际合作研究人员的国家级用户装置。它将用作范围广泛的超高强度研究。包括研究极端条件下的等离…     

台面激光核聚变

上世纪八九十年代发展出的超强、超短脉冲激光器在研究激光与物质的相互作用中引起一场革命，这种激光器所用的啁啾脉冲放大(CPA)现在经常用来产生脉宽为几十飞秒、峰值功率多太瓦(10^12)的激光脉冲。将光束聚焦几微米的光斑时，其激光强度达到10^20W／cm^2以上。更令人注目的是．最新一种激光器可以产生极高的宽度，但其尺寸很小．放在台面即可.     

超宽光谱飞秒激光脉冲的产生研究

以掺钛蓝宝石激光为代表的自锁模激光是90年代激光技术最重要的研究成果之一，目前采用石英棱镜色散补偿方法可以产生8．5fs的光脉冲，啁啾镜色散补偿方法可以获得7．5fs的光脉冲，结合半导体饱和吸收体可以获得6．5fs的光脉冲．这些近极限宽度脉冲的获得都是以短增益长度的钛宝石晶体为核心的，其所得脉冲对应着极宽的光谱范围．实际上，根据测不准原理及傅里叶变换关系，具有极宽带宽的超宽光谱是获得极短脉冲宽度的必要条件之一，因此在飞秒激光的产生研究中，先借助简单的光谱测量手段获得具有最大宽度的频谱宽度，是快速产生近极限脉宽…     

飞秒染料激光放大器

本文用重复率为10Hz、调Q、Nd∶YAG激光器的二倍频输出泵浦四级染料放大器,把从对撞脉冲锁模(CPM)环形染料激光器中产生的43fs的光脉冲能量放大到100μJ,脉冲宽度为125fs,峰值功率为800MW,在用一组四棱镜系统对放大的光脉冲进行群速度色散补偿以后,得到了宽度为70fs的放大光脉冲输出,峰值功率达GW。     

基于XPM和ED-NALM光脉冲压缩的方案研究

文章利用脉冲对的交叉相位调制(XPM)效应和非线性掺铒光纤放大环镜(ED -NALM)的整形放大作用,提出了一种对无啁啾高斯脉冲进行脉冲压缩的设计方案.数值模拟的结果表明,利用此方案可将脉宽为10 ps、中心波长为1 553 nm的无啁啾高斯脉冲压缩成脉宽为150 fs的无基座超短脉冲,且脉冲得到了很好的放大.     

高峰值功率皮秒超短脉冲抽运KTP晶体倍频研究

脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、峰值功率高等优势,易于激发晶体内部的非线性效应。晶体非线性效应能够将光纤激光的近红外输出波段变换至深紫外或中红外等波段。利用实验室自主搭建的中心波长为1064nm,脉宽为650ps的脉冲光纤激光器抽运KTP(磷酸钛氧钾)晶体,实现了高功率超短脉冲对1064nm激光的单程倍频,输出532 nm激光。将脉冲宽度由650 ps压缩至1 ps后,抽运激光的峰值功率密度达到24.97GW/cm2,有效地将单程倍频转换效率从0.8%提高到8.4%。研究了不同平均功率、脉宽、光斑直径的超短脉冲下KTP晶体的倍频效率,验证了未来在振荡腔结构下实现KTP晶体高效倍频的可行性。