不等间距达曼型滤波器的飞秒脉冲时空变换整形与识别技术

研究了以不等间距达曼(Dammann)型滤波器为模板的飞秒激光时空变换与识别技术。优化设计出不等间距多脉冲达曼型滤波器,并在高斯光谱分布的模拟中讨论产生的超快时域多脉冲平均度和光谱平面上调制周期重复数的相关性。给出了频率分辨光开关法(FROG)技术识别超快时域两脉冲的实验结果。     

飞秒激光脉冲倍频特性的数值模拟

模拟了随着传播长度的增加,基频和倍频激光脉冲的时域波形和光谱特性的演变过程。通过引入走离长度和非线性长度,给出了走离效应、群速度色散和三阶非线性效应对飞秒脉冲倍频的影响。研究了飞秒脉冲倍频的波长调谐特性,发现40ps基频脉冲波长调谐带宽仅有2.8nm,而40fs基频脉冲的倍频波长调谐带宽高达42nm。这在周期极化倍频晶体工艺中有重要应用价值。     

主动锁模飞秒光纤激光器

报道了主动锁模飞秒脉冲掺Er3 光纤激光器的实验结果。在光纤环形腔中通过引入粗波分复用器(CWDM)作为宽带滤波器,实现了中心波长在1550 nm,重复频率为2.5 GHz,谱线3 dB带宽为10.2 nm(对应的脉冲宽度为247 fs)的激光脉冲输出。此时的抽运功率为186 mW,激光器输出平均功率为1.3 mW,从而获得了能够产生飞秒脉冲的高重复频率主动锁模掺Er3 光纤激光器。     

飞秒激光测距中空气色散补偿理论研究

研究了飞秒激光测距中空气色散对其脉冲宽度的影响,探讨了飞秒激光脉冲宽度随入射初始飞秒脉冲宽度、中心波长和激光传输距离等参数的变化关系。为保证飞秒激光测距精度,提出采用高密度透射式光栅的飞秒激光测距空气色散补偿方法,并详细分析了光栅周期、光栅对间距对不同中心波长的飞秒激光脉冲宽度压缩的影响。该方法具有体积小和操作方便等优点,对采用飞秒脉冲激光进行长距离高精度测量实验研究具有一定的指导意义。     

飞秒激光时空整形电子动态调控加工微光学元件

飞秒激光加工具有精度高、无污染、材料适用性广、热效应小等特点,在加工微光学元件方面有着独特的优势。通过对飞秒激光进行时间和空间整形,调控电子动态及其后续的电子-声子作用过程,能够有效提高加工精度和加工效率,解决微光学元件在实际加工中的质量和成本问题。本文以微透镜、光栅和波带片为例,综述了常见微光学元件的飞秒激光加工现状,介绍了时空整形飞秒激光调控电子动态的基本原理,总结了飞秒激光进行时空整形的主要实现途径,展示了这些方法在加工微光学元件上的典型应用和研究进展,最后分析讨论了时空整形飞秒激光用于加工微光学元件所面临的挑战和今后的研究重点。     

基于全固光子带隙光纤中自频移孤子的相干合成产生少周期飞秒激光脉冲

报道了一种基于同一台光纤飞秒激光器的双路飞秒激光相干合成技术,获得脉宽只有4个光学周期(14 fs)的少周期飞秒脉冲。通过数值模拟证明了基于自频移孤子的相干合成为拓宽光谱、窄化脉冲提供了一个很好的方法,是获得少周期飞秒脉冲的可行方案。实验中,一台掺镱光纤飞秒放大系统输出脉宽为62 fs,中心波长为1040 nm的近变换极限脉冲,该脉冲分束后,一束作为基态孤子,另一束耦合到全固光子带隙光纤中产生自频移孤子,通过调整入射脉冲功率等参数获得了中心波长为1150 nm,脉宽为55 fs的近变换极限自频移孤子。将基态孤子与该自频移孤子相干合成,得到了脉宽仅4个光学周期(14 fs)的激光脉冲。     

超短脉冲偏振分割放大技术研究进展(特邀)

介绍了超短脉冲偏振分割器的基本类型和放大器的光路布局,总结了国内外采用偏振分割放大技术抑制光纤非线性效应、提高超短脉冲输出能量和突破增益介质抗损伤阈值方面的新进展。重点报道了偏振分割放大技术在高重复频率高功率掺铒飞秒激光器研制方面的最新进展,基于双程放大结构和多级偏振分割,同时实现超短脉冲的非线性放大与脉冲压缩,结合光学倍频,获得百毫瓦百飞秒,中心波长780 nm的激光脉冲,为实现结构紧凑、使用方便、环境稳定、光束质量好的飞秒激光光源提供了一个有效的技术途径,有望部分替代钛宝石激光器,在太赫兹产生、生物医学成像、光学非线性效应研究等方面拓展应用。     

声光可编程色散滤波器用于飞秒脉冲压缩的研究

介绍了一种在飞秒啁啾放大系统中,用于克服增益窄化和实现脉冲压缩或脉冲整形的新型振幅和位相调制补偿器件--声光可编程色散滤波器(AOPDF),并数值模拟了用LiNbO3作声光晶体的该器件在压缩飞秒脉冲时的工作特性.     

飞秒脉冲整形控制的可调谐的太赫兹脉冲产生

正太赫兹脉冲具有良好的透视性,由于其波长远大于空气中悬浮的灰尘和大颗粒的物体,使其成为一些特定场合(如火灾现场和沙漠等)的理想光源、产生可调谐以及任意波形的太赫兹脉冲成为研究太赫兹辐射的重要课题、提出了一些飞秒脉冲整形方案来实现任意波形以及可调谐的太赫兹脉冲产生。通过使用方波调制的方法控制飞秒脉冲的形状,这些整形之后的飞秒脉冲串入射到TnZe晶体中,相干产生频域上可调谐的太赫兹脉冲。在时域上,太赫兹脉冲分离成脉冲串,并且通过方波的幅度以及周期调制,得到了相对强度以及相对时间延迟连续可调的太赫兹脉冲串。通过对比方波调制幅度在0.5pi和pi时太赫兹频谱和时域波形的不同形状,进一步阐明了脉冲整形的太赫兹理论,这将有助于对于脉冲整形太赫兹控制方法的理解以及新的控制方法的提出。期待这些结果有助于扩展太赫兹的应用。     

太赫兹脉冲整形技术研究进展

太赫兹(THz)脉冲整形技术在量子理论、生物医学成像、安全检查、亚毫米波通信等领域都具有重要的学术价值和应用前景。概述了基于飞秒脉冲的整形技术和新型太赫兹辐射材料整形技术,分析了太赫兹脉冲整形器件整形技术目前的研究状况,并对各种整形方法的发展进行了展望。     

频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲

阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理,详细分析了模式尺寸效应和非线性效应对飞秒脉冲测量的影响.构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲及压缩后的脉冲进行了测量.得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其相位在时域和频域的详细信息.谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56 fs,光谱宽度为27 nm,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001792.脉冲压缩后的测量结果为27 fs,光谱宽度为92 m,时间带宽积为1.27,算法误差为0.0093289.     

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值计算与模拟

为了测量飞秒脉冲的振幅和相位,采用光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析公式,对高斯强度分布的线性啁啾脉冲、立方相位啁啾脉冲进行数值计算与数值模拟,并重构出飞秒脉冲的光谱相位,其模拟的结果与理论符合较好,光谱相位相干电场重构法能完全测量飞秒脉冲的振幅和相位.     

飞秒激光光谱位相干涉仪的数值模拟与分析

对用光谱位相相干直接电场重建法 (SPIDER)测量飞秒光脉冲啁啾特性的光谱位相干涉仪进行了数值模拟 ;对假设具有不同类型啁啾的飞秒脉冲进行光谱位相重构 ,还原出时域脉冲强度包络和位相 ,并与实验结果进行了比较     

飞秒激光脉冲序列互相关的数值模型与分析

为研究飞秒激光超短脉冲序列在空气中传输的时间相干特性,根据飞秒脉冲序列的传播理论和空气折射率Ciddor公式,建立了飞秒激光脉冲序列间脉冲在空气中传播的互相关数值模型。根据该模型可以得到不同光谱分布、不同光程差和不同大气条件下的飞秒脉冲序列间脉冲的互相关图形。数值模拟结果表明随着脉冲间光程差的增大,由于色散的原因,互相关图形加宽和啁啾,并且峰能量减小;然而当光程差不变,仅改变大气条件时,互相关图形仅仅作线性移动,没有任何额外线性加宽或啁啾。飞秒光学频率梳具有非常高的时间相干性,并且飞秒脉冲间的互相关图形只取决于激光器光源的光谱分布。     

Coherent ultrashort light pulse code-division multiple accesscommunication systems

A new technique for encoding and decoding of coherent ultrashort light pulses is analyzed. In particular, the temporal and statistical behavior of pseudonoise bursts generated by spectral phase coding of ultrashort optical pulses is discussed. the analysis is motivated by recent experiments that demonstrate high-resolution spectral phase coding of picosecond and femtosecond pulses and suggest the possibility of ultrahigh speed code-division multiple-access (CDMA) communications using this technique. The evolution of coherent ultrashort pulses into low intensity pseudonoise bursts as a function of the degree of phase coding is traced. The results are utilized to analyze the performance of a proposed CDMA optical communications system based upon encoding and decoding of ultrashort light pulses. The bit error rate (BER) is derived as a function of data rate, number of users, and receiver threshold, and the performance characteristics are discussed for a variety of system parameters. It is found that performance improves greatly with increasing code length     

Spectro-temporal imaging of femtosecond events

We demonstrate a new technique for the direct, real-time, femtosecond scale temporal measurement based on the conversion of temporal information to the spectral domain. The potential of the method has been experimentally investigated with an optical fiber spectral compressor device, first stretching and up-chirping the pulses in a prism dispersive delay line, and afterwards compensating the induced chirp by means of cross-phase modulation in a single-mode fiber. Spectro-temporal imaging (STI) reduces the problem of high-resolution temporal measurements to standard spectrometry     

飞秒光谱全息技术及飞秒整形技术的应用

飞秒光谱全息是飞秒脉冲整形技术中非常重要的一种方法,它可以实现飞秒脉冲信号的记录、再现和处理。主要介绍飞秒光谱全息技术及飞秒脉冲时空变换整形在飞秒化学领域的最新应用。     

宽带抽运情况下乙醇、丙酮溶液中受激拉曼散射光谱的实验研究

研究了乙醇、丙酮两种拉曼介质在宽带抽运情况下啁啾激光脉冲的受激拉曼散射频谱特性 ,得到的一级Stokes光频谱宽度与抽运光基本相当 ,且具有较高的转换效率 ,从而表明了利用“展宽—受激拉曼散射—压缩”的办法获得波长近 1μm的飞秒级超短脉冲激光信号源的实验方案具有可行性