固定光强下组合啁啾波形优化谐波光谱的研究

为了输出具有高转化效率和高光子能量的谐波光谱, 采用求解薛定谔方程的方法, 理论研究了多色组合啁啾波形对谐波光谱的影响。结果表明, 在固定激光强度下, 最佳三色啁啾波形可以有效延伸谐波截止能量; 最佳四色啁啾波形可以增强谐波强度; 选择最佳三色和四色组合波形下的谐波光谱进行谐波叠加可获得42as的孤立阿秒脉冲。这一结果对超短阿秒脉冲的产生是有帮助。     

啁啾脉冲放大技术

非线性效应使激光光强限制在１０９ Ｗ／ｃｍ２ 量级。在过去十年间,各国科学工作者利用啁啾脉冲放大技术（ＣＰＡ 技术） 将激光光强提高到１０２０ Ｗ／ｃｍ ２ 量级。文章就ＣＰＡ 技术中的短脉冲放大,展宽／ 压缩比的调节及大光谱脉冲的放大等问题作了具体讨论。最后,还以惯性约束核聚变（ＩＣＦ） 点火器为例,讨论了超高光强激光的应用。     

极紫外阿秒脉冲的色散控制及束线设计

基于极紫外波段高次谐波产生(high-order harmonic generation, HHG)的光学选通技术已成为目前人们获得孤立阿秒脉冲(isolated attosecond pulse, IAP)的重要手段。由于IAP继承了驱动激光脉冲的光学属性和重复频率,因此具有良好的时空相干性和方向性。近转换极限极短脉宽IAP的产生不仅需要在极紫外区域有较宽的连续光谱支持,还需要对其所携带的本征色散进行补偿。据此,本文从理论上模拟计算了多组阿秒脉冲光谱、本征色散和金属膜材料色散的参数组合,在中心光谱98,120,170 eV附近的结果表明,选用不同厚度的锆膜、钼膜和锡膜对应中心能量的高次谐波可以实现色散补偿。最终确定120 eV中心光子能量加钼膜的组合有可能在较高的产生效率下产生近40 as的IAP。基于上述参数选择,设计了一套由非共线阿秒条纹相机和平场光谱仪组成的极紫外阿秒束线及相应的真空系统,该系统可用于高次谐波及阿秒脉冲的测量。     

阿秒啁啾的动态补偿

强场高次谐波(HHG)与阿秒脉冲的产生是重要的前沿科学研究领域。阿秒脉冲以前所未有的精度探测超快电子动力学以及可     

频率啁啾对飞秒激光脉冲干涉场的影响

对具有频率啁啾的飞秒脉冲的干涉场分布特性进行了研究。分别模拟了物光存在啁啾、参考光存在啁啾以及物光与参考光均存在啁啾3种情况下高斯飞秒脉冲的干涉图,并从干涉图中提取了载频相位。通过对提取的载频相位分析,研究了频率啁啾对干涉场的影响。结果表明,脉冲的频率啁啾将导致干涉条纹对比度的下降和条纹周期的改变。当物光和参考光仅有一束存在啁啾时,干涉场条纹的对比度整体下降,并且条纹周期发生线性改变;当物光与参考光同时具有相同的频率啁啾时,位于干涉场边缘的条纹的衬比度会严重下降,这将导致干涉场的有效记录区域减小。本文研究对于飞秒数字全息的实验控制和数字重构精度均具有重要的参考价值。     

利用啁啾组合场获得单一谐波辐射能量峰

为了获得由单一谐波能量峰贡献产生的谐波平台区，采用负向啁啾场与紫外场组合调控谐波光谱的方法，进行了理论分析和数值模拟。结果表明，在负向啁啾场调控下，谐波截止能量可以达到选取的参考值，谐波平台区由单一谐波能量峰贡献产生; 适当引入一束紫外光源，在紫外共振电离的影响下，谐波平台区强度可以得到增强，并且达到参考值范围；选取平台区谐波进行叠加可以获得一个36as的超短脉冲。该研究提出了一种利用低强度组合激光场获得阿秒脉冲的新方案，对激光光源的发展有帮助。     

双色场中驱动脉冲相位对产生高次谐波和超短阿秒脉冲的影响

本文通过求解含时薛定谔方程,研究了双色激光场中驱动脉冲相位从0～1.9π时产生的高次谐波,并且该双色场由9fs/1600nm基波脉冲和较弱的6fs控制脉冲合成.在截止区域,可以通过改变驱动脉冲的相位来控制平台的宽度.从而获得带宽为499eV的超宽超连续谱谐波谱,并且通过傅立叶变换可以获得超短的3.8as的阿秒脉冲.而且为了深入了解物理机制,还进行了量子电离和时频分析.     

利用非均匀抽运探测激光增强阿秒脉冲强度

为了增强高次谐波光谱及阿秒脉冲的强度，采用数值求解薛定谔方程的方法，理论研究了H₂+在抽运探测激光驱动下高次谐波辐射特点。结果表明，在抽运激光驱动下，H₂+首先被激发到多光子共振电离区间，进而增大电离几率; 随后在探测激光驱动下，谐波辐射强度得到增强; 当采用不对称非均匀激光场时，谐波截止频率可以进一步延伸，并且谐波平台区只由单一谐波辐射能量峰贡献; 最后通过叠加傅里叶变换后的谐波可获得脉宽在32as的脉冲。该研究对单个阿秒脉冲的产生是有帮助的。     

圆偏振周期量级激光脉冲作用下电子辐射的空间分布

在电子汤普孙散射的经典理论的基础上,通过理论分析和计算机模拟,研究圆偏振周期量级激光脉冲作用下电子辐射的空间分布特性,提出可能的应用方向。研究发现,在相对论光强下,随着激光强度的增强,电子辐射逐渐增强,能量不断的向辐射中心集中,辐射能量分布的方向性逐渐突出;当改变激光的初相位时,电子辐射的总体方向发生偏移,表现为辐射分布图形的对称平面发生旋转,且旋转角度与激光初相位角改变大小相同。本文所进行的相关探讨基于电子辐射的三维空间立体图,所得到的有关电子谐波辐射的结论,可以为实验和工程上对电子辐射和激光参数测量的相关应用提供参考。     

Generation of ultrashort pulses from a neodymium glass laser system

A neodymium glass laser system capable of generating high-energy, ultrashort pulses at a convenient repetition rate is described. The effect of nonlinear frequency pulling on active mode locking is discussed. By minimizing the nonlinear frequency pulling, it is possible to routinely generate stable ~10-ps pulses at a 100-MHz repetition rate from the actively mode-locked oscillator. The regenerator amplifier increases the oscillator pulse energy to over 30 μJ at a 370-Hz repetition rate. Using intracavity self-phase modulation, the regenerative amplifier also broadens the pulse bandwidth to ~35 Å. By subsequent pulse compression while maintaining high energy, it is possible to produce 0.55-ps pulses with >10 μJ. An optical fiber pulse compressor further shortens the pulses to 30 fs (30 nJ), the shortest pulses ever generated at 1.054 μm from a neodymium laser system     

Generation of 10 nJ picosecond pulses from a modelocked fibre laser

Wavelength-tunable very high power soliton fibre lasers are constructed using chirped fibre Bragg gratings. Near-bandwidth limited pulses with widths of 4.0 ps and pulse energies up to 10 nJ are generated directly from passively modelocked erbium fibre lasers. A stable pulse repetition rate of 17 MHz is obtained, giving rise to an average modelocked output power of 170 mW     

用皮秒激光产生宽度可调的高压电脉冲

本文报道用两个具有可变相对延时的皮秒激光脉冲,先后驱动两个光电子开关,产生前后沿均为亚毫微秒的宽度可调高压电脉冲。     

同步泵浦染料激光器产生高功率可调谐微微秒激光脉冲

本文介绍一种用Nd:YAG双锁模的倍频脉冲序列,同步泵浦以曲率半径R=2m的凹面光栅所组成的染料激光器,实现了高功率可调谐的微微秒染料激光输出。用条纹照相机对同步泵浦锁模激光系统中各部分的输出特性进行了实验研究和测试。     

紫外微微秒高功率激光脉冲的产生

采用被动锁模染料激光器作为振荡器,其输出为2～10微微秒的锁模脉冲系列,单脉冲能 量为5～10微焦耳。用XeCl准分子激光器泵浦的染料激光放大器放大,同时利用染料激光器可调谐特性,将其准确地调到616毫微米处,倍频后刚好落在XeCl准分子激光器的最大增益带宽中心,再经XeCl激光器放大后,可获得波长为308毫微米,带宽0.2毫微米,脉宽小于10微微秒,能量为8～10毫焦耳的紫外激光单一脉冲输出。     

Ultrashort pulses in diffraction-limited beam from diode laser arrays with external cavity

Picosecond pulses are generated in a diffraction-limited beam from passive (hybrid) modelocked conventional ( lambda =0.8 mu m) diode laser arrays in an external cavity. The emitted energy (10-20 pJ) is almost one order of magnitude higher than that obtained from single stripe quantum well lasers at similar pulse durations. The shortest pulses ( approximately 3 ps, 3 nm spectral width) are obtained with strong saturable absorbers and 1% antireflection coatings. Correspondingly, external cavities with relatively low angular selectivity can be used in these conditions.<>     

付里叶合成阿秒光脉冲的主要特征

在本文中，我们比较了基于付里叶合成谐波而得到的阿秒（1as=10^-18s)脉冲与锁模激光脉冲的异同点，并对as-脉冲的产生和测量作了相应的介绍。     

Generation of radially polarized optical beam mode by laser oscillation

The first experimental demonstration of the generation of a radially polarized optical beam mode by laser oscillation is reported. In the experiment, a new type of discharge tube having the optical windows perpendicular to the optic axis is used, and a newly designed conical mode selector is inserted in the optical resonator.     

Generation of <3 ps optical pulses by fibre compression of gain-switched InGaAsP DFB laser diode pulses

Generation of <3 ps full width at half maximum (FWHM) 1.3 mu m pulses by compressing the chirped output of a gain-switched distributed feedback laser diode (DFB-LD) with a fibre dispersive delay line is reported. Diode laser requirements for minimum pulse width and maximum pulse energy, as well as suppression of 'wings' on the optical pulse, are discussed.<>