超短行波放大自发辐射的研究

用泵浦能量具有梯度分布的横向同步泵浦方案,产生超短行波自发辐射光脉冲。以N_2激光为泵浦源,获得约50ps的染料光脉冲输出,以锁模Nd:YAG倍频光作泵浦源,获得8～15ps光脉冲。用条纹照相机和光学多道分析器测量了脉冲波形和光谱。 计算机模拟了行波放大自发辐射的瞬态行为,计算结果与实验结果相符合。     

一级放大的超短腔染料激光器

一、前言 超短腔染料激光器可产生窄脉冲、可调谐光脉冲输出。但由于其能量较小(～1μJ),它的应用受到限制。本文使用纵向泵浦的一级放大,可获得能量放大20倍左右,稳定性较好的ps激光脉冲,而且超短腔染料激光器光脉冲的时间抖动小,它可作为用于高时间分辨率研究中的探测光。     

光纤中基于交叉相位调制与喇曼放大的超短光脉冲串的产生

本文提出一种在单模光纤负群速色散区连续波产生超短光脉冲串的新方法，即让波长位于光纤负色散区的连续波和波长位于光纤正色散工铁泵浦脉冲串在光纤中共同传输，在光纤的零色散波位于连续波长与泵浦脉冲波长中间附近的情况下，交叉相位调制与喇曼放大能使连续波演化成比泵浦脉冲窄得多的无调啾，无脉座的超短光脉冲串。数值计算表明，泵浦脉冲愈强，由连续波产生的超短光脉冲宽度愈宽，峰值功率愈高，而且所需的光纤愈短。     

增益分布对皮秒脉冲自相似放大的影响

采用数值模拟的方法,研究了增益分布对皮秒脉冲自相似放大的影响。构建了掺镱光纤内超短激光脉冲自相似放大的理论模型,以不同的泵浦方式、光纤长度和总增益系数实现不同的增益分布,探究了不同增益分布对增益光纤中皮秒脉冲的自相似放大过程和结果的影响。结果表明,皮秒脉冲在不同的增益分布下存在最佳的自相似放大结果,可以得到近变换极限的百飞秒高质量脉冲输出。发现同一信号光脉冲在增益光纤中演化至自相似放大过程时,正向泵浦方式下的演化速度比反向泵浦快。对于不同的增益光纤长度和总增益系数,正向泵浦方式下的信号光自相似区域主要集中在低入射脉冲能量和长波长区域,反向泵浦方式下的信号光自相似区域主要集中在高入射脉冲能量和短波长区域。     

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。     

基于光子晶体光纤放大系统的皮秒方波产生

在光子晶体光纤飞秒激光放大系统中,利用液晶空间光调制器的调制特性,实现了对超短激光脉冲实时、可控的脉冲振幅整形,分析了大线性啁啾方波脉冲在放大过程中的频域和时域形状随泵浦功率的变化规律,在此基础上,通过液晶空间光调制器对主放大器前的脉冲频谱形状进行了预先调整,放大后获得了中心波长为1 031 nm,光谱宽度为13 nm,脉宽为15 ps的方波脉冲,证实了采用光谱优化后的飞秒脉冲作种子,可以较好地克服光子晶体光纤放大器增益不均引起的频谱形状的变化。     

飞秒级超短脉冲光参量转换效率及脉冲特征计算

建立了超短脉冲光参量产生过程的理论模型,数值求解耦合波方程组,研究了在飞秒 级超短脉冲的光参量产生过程中,泵浦光的强度和脉宽对转换效率、输出脉冲的宽度和不对称度的影响。结果表明:泵浦光越强,光参量产生的转换效率越高,同时脉宽的压窄效应越明显;泵浦光的脉宽越窄, GVM参数和IGVD参数就越大,导致转换效率下降,同时引起输出脉冲的脉宽变大和波形的对称性变差。     

基于EDFA的超短光脉冲放大技术及其进展

掺铒光纤放大器（EDFA）具有高增益（40~50 dB）、宽带宽（~50 nm）以及很高的单脉冲饱和能量（~1 μJ）,因而被认为是放大超短光脉冲的主要器件。围绕如何减轻光纤非线性效应对超短光脉冲放大过程的有害影响,综述了基于EDFA的超短光脉冲放大技术及其进展情况,介绍了最近的研究结果。     

采用超短脉冲激励等离子体产生宽波段软X射线

近年来,随着超短光脉冲的发生、放大技术的迅速发展,现已开发出小型10~(12)W输出超短脉冲激光器。在此基础上,以往那种台式X射线激光器、产生高次谐波等,仅用大型激光系统进行实验的有关高能物理的研究显得颇为活跃。本文对照射金属输出超短光脉冲激励高密度等离子体所产生的宽波段软X射线的特性及应用的可能性作以叙述。     

光泵浦太赫兹探测对于不同掺杂硅的光激发动力学表征

提出了一种光泵浦太赫兹探测技术的改进方案,使用双色飞秒激光场电离空气诱导等离子体辐射的超短宽带太赫兹脉冲作为探测脉冲,表征了硅的光激发动力学,通过表征过程验证了基于所提改进方案的光泵浦太赫兹探测系统的性能。硅的泵浦深度随泵浦功率的增加而提高,400 nm泵浦光的泵浦深度大于800 nm泵浦光。使用400 nm泵浦光,p掺杂硅的泵浦深度最大,本征硅次之,n掺杂硅最小;而使用800 nm泵浦光,p掺杂硅的泵浦深度最大,n掺杂硅次之,本征硅最小。此外,基于探测脉冲的超宽带宽和超短脉宽,还观测到了p掺杂硅中的亚皮秒激发态声子波包振荡。     

百瓦级1 030 nm光纤-固体混合放大激光器

光纤-固体混合放大技术能够将光纤激光器和固体放大器的优势结合,获得结构紧凑、成本低廉的高功率超短脉冲激光。因此,实验设计了基于掺镱光纤-固体混合放大技术的高平均功率超短脉冲激光器。该激光器主要由全光纤结构激光器和两级固体放大器组成,第一级为基于Yb: YAG单晶光纤的固体放大器,第二级为基于无侧面抛光的棒状Yb: YAG晶体的主放大器。超短脉冲全光纤前端平均输出功率为6.5 W,重复频率52.9 MHz,脉冲宽度47.5 ps。第一级单晶光纤放大器采用单通放大形式,在反向泵浦功率182 W时获得40 W的平均功率。第二级固体放大器同样为单通放大,在反向泵浦功率307 W时获得平均功率122.9 W的超短脉冲激光输出,滤除热退偏激光后获得了107.3 W的线偏振超短脉冲激光,对应斜效率为26.1%。此时测得脉冲宽度为12.1 ps,中心波长为1 030.6 nm,光谱宽度为2.4 nm。在最大输出功率107.3 W时,测得水平和垂直方向的光束质量因子M_x2=1.45,M_y2=1.20。     

关于X射线激光的放大问题

详细讨论了在X射线激光放大过程中利用超短脉冲泵浦所存在的问题,建议了一种同步泵浦行波放大方案.给出了描述X射线激光放大非线性偏微分方程的近似解.比较了同时泵浦与同步泵浦在不同泵浦脉宽条件下行波放大的计算结果.考虑了有关实验的关键问题.     

深紫外飞秒脉冲准分子激光放大同步特性研究

为了获得大能量的深紫外超短脉冲,将深紫外飞秒种子光通过ArF准分子放大器进行放大。通过对种子光信号和准分子放大器的荧光信号进行测量,在不同环境下,针对种子光信号与放大器放电信号之间的延时对脉冲单程放大特性的影响进行了研究。研究结果表明,放大系统实现了种子光与准分子放大器的低抖动精确同步,空气和氮气环境下脉冲能量最高分别为197.2μJ和312.6μJ,且氮气环境下脉冲展宽较空气平均降低99.2 fs。相较于空气环境,氮气环境可有效降低深紫外超短脉冲的能量衰减与脉冲展宽,且同步抖动对放大特性影响较小。     

新体制锁模光纤激光器及其放大压缩技术研究进展

高功率超短脉冲激光器在强场物理、精密加工及国防应用等各种领域均有广泛的应用前景.随着半导体泵浦源和光纤制造工艺的进步,超短脉冲光纤激光器的输出功率得到了极大提升,且由于光纤具有散热性好、环境稳定性好、光束质量好等优势,高功率超短脉冲光纤激光器及其放大压缩技术在近几年得到了越来越多研究人员的关注.聚焦于目前高功率超短脉冲...     

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.     

EDFA放大高速超短光脉冲的研究

实验研究了掺铒光纤放大器放大高速超短光脉冲的行为，给出了放大高速光脉冲时效大器的增益特性与光脉冲空占比之间的关系，并与实验结果进行了比较，理论与实验较好地一致。     

脉冲光布里渊散射信号的拉曼放大研究

实验研究了前向拉曼泵浦方式下脉冲信号光产生的自发布里渊散射信号和受激布里渊散射(SBS)信号的拉曼放大规律。拉曼泵浦放大自发布里渊散射信号时,随泵浦功率增大会出现SBS现象,对散射信号的放大由拉曼放大和布里渊放大两部分引起,因此增益较大,当拉曼泵浦功率为1 000 mW时Stokes光增益可达54 dB。拉曼泵浦放大SBS信号时,放大过程中只存在拉曼放大。且当泵浦功率增大至600 mW时,会引起多级布里渊散射,致使一级Stokes和泵浦能量会转移到下一级布里渊散射,一级Stokes光增益饱和并下降。     

积分腔的特性及其应用

激光泵浦的激光振荡或放大系统,通常采用两种不同的泵浦方式:横向泵浦或纵向泵浦。前者大多用于脉冲运转,后者则常见于连续或准连续系统。一些高功率短脉冲激光放大链末级也有采用后者以获得较高的输出和较好的光束质量。由于固有的原因,这两种泵浦方式受泵浦激光模式影响,很难保证有好的输出光质量且光泵效率也低。为了克服其缺点,曾经有人研究过Bathun棱镜及角锥反射器的特性并用于短脉冲激光放大。我们则研     

串级超短腔染料激光器的输出特性

本文给出串级泵浦超短腔染料激光器的光谱特性与泵浦光波长和染料浓度的依赖关系,并报导用 RoessLin 腔的瞬变技术将 Q 开关红宝石激光器二倍频的 ns 脉冲光转换成波长可调谐和亚毫微秒脉冲光的实验结果。     

基于增益开关LD的高功率脉冲光纤激光器研究

进行了采用1064 nm增益开关LD全光纤高功率光纤放大的实验研究。采用三级级联光纤放大的方式,第一级放大为单包层光纤放大,第二、三级放大为双包层光纤放大。在第三级放大最大泵浦注入功率为45.2 W时,获得了25.3 W的脉冲激光输出,脉冲宽度223 ps,三级放大的光-光效率为55.9%。若后续进一步增大泵浦功率,则有望实现更高功率输出。