10 W量级高功率中红外超快光纤激光系统中色散管理的仿真设计

超快光纤激光器具有结构紧凑、可靠性高和光束质量好等优点,在科学研究和工业生产上有广泛的应用。2～5μm波段的中红外超快光纤激光器在气体探测、激光手术与中红外对抗中具有巨大的应用潜力,已成为超快光纤激光器领域的一个研究热点,尤其是利用掺杂铒离子的氟化物光纤作为增益光纤的光纤激光器,其可利用常见的980 nm泵浦激光产生2.8μm波段的超快激光,是研究最为广泛的中红外超快光纤激光器系统之一。然而,2.8μm波段的超快光纤激光器无论是在平均功率还是在单脉冲能量上,都与国际先进的近红外波段超快光纤激光器存在较大差距。前期报道的2.8μm超快光纤激光器输出的最高平均功率约为1 W,单脉冲能量约为30 nJ,这极大地限制了中红外超快光纤激光在高灵敏度气体测量等领域的应用。针对这一问题,本文设计了一套基于掺杂铒离子氟化物光纤的多级啁啾脉冲放大系统,并对其进行了数值模拟,此系统可将脉冲平均功率放大到10 W量级,从而获得超过250 nJ的单脉冲能量。此系统输出的高能量中红外脉冲具有约400 fs的超宽脉冲宽度,脉冲峰值功率可达450 kW。     

高功率钛宝石激光放大系统的研究进展

总结了高功率钛宝石激光放大系统的研究成果及研究状况，并展望了今后的发展方向和发展趋势。     

高功率固体激光和相关单元技术研究的新进展

对高功率固体激光和相关单元技术研究的新进展,如高功率二极管泵浦固体激光器,用于惯性约束聚变和惯性聚变能的二极管泵浦固体激光驱动器,TW和PW级高亮度源,以及板条固体激光放大器等研究的新进展作了评述和分析。     

高功率KrF激光性能改进及其应用

采用无阶梯诱导空间非相干技术,对6束角多路高功率KrF激光中一束激光束进行光束平滑,用前端振荡器双程放大自发辐射(ASE)作为部分相干源,此部分相干光经过4f像传递,经电子束抽运预、主放大器放大,聚焦在靶上,靶上能量30 J/40ns,靶斑300μm,分布不均匀性σ≤1.4%.此外,通常23ns前端单束类高斯型脉冲经主振荡功率放大(MOPA)后脉宽展宽为50ns,采用增益饱和开关技术,压缩脉宽经主放后得到30 J/25ns脉冲.用此单束30 J/25ns平滑光束辐照飞片,焦斑直径～300μm,采用双层飞片(50μm Kapton膜+13μm Al),单晶石英靶片,飞片飞行距离(空腔距)～160 μm,用条纹相机对飞片撞靶速度进行了测量,得到飞片速度～8 km/s,与1-D HYADES流体动力学模拟相符.计算了靶中击波压力可大于1 Mboar(100 GPa).用建立的钛宝石,KrF混合型台面紫外高强度超短脉冲(440fs)激光系统,靶面聚焦强度达到1017W/cm2.用此装置进行束靶作用超热电子研究,研制了180°电子磁谱仪,用其直接测量超热电子谱,得到超热电子温度～81 kev.并用此超短脉冲注入电子束抽运KrF预放大器与主放大器得到8 J,皮秒级超短脉冲.并研究了能量信噪比随主放输入增大而下降的规律.     

惯性聚变能领域的激光二极管抽运固体激光装置

采用激光二极管抽运固体激光(DPSSL)装置作为驱动器是惯性聚变能源(IFE)领域的重要技术途径,可兼顾高峰值功率和高平均功率.介绍了4种单发能量百焦耳、脉宽纳秒级的重复频率同体激光装置,包括系统的概念设计、实验进展,以及放大器构型、能量提取方案、介质热管理等关键单元技术.     

输出平均功率大于100W的脉冲绿光激光振荡器

在一台电－光调Q、平均输出功率200W（重复率2．5kHz，脉冲能量80mJ，脉宽25ns）二极管抽运的Nd:YAG板条状激光振荡器上获得约100W倍频激光。其中的Q开关是一个补偿式z轴传播的LiNbO3电光调制器，倍频晶体是一块KTP薄板。另外，描述了运转在平均功率约250W、脉宽26ns时，Q开关的工作特性。     

激光二极管泵浦固体激光器及其在强激光武器和激光聚变方面的应用前景

本文介绍了二极管泵浦固体激光器的优点及其应用,特别是它在强激光武器和激光聚变方面的应用前景。分析和比较了各种类型的二极管泵浦固体激光器,并给出了它们的最新进展。最后评论了大功率二极管泵浦固体激光器的发展和前景。     

高功率激光系统数字在线操控关键技术研究

在惯性约束聚变(ICF)精确打靶中,对激光束变换、整形和控制要求苛刻,通过数字在线操控技术能够在线实现激光系统的自动校准。对数字在线操控的关键技术如非线性宽带传输、宽带放大和频率转换等模型及其算法进行详细分析。同时还对激光系统中不可或缺的辅助性技术开展了研究,具体包括基于傍轴光线追迹方程(PRTE)的光线追迹、光场的矢量衍射传输、基于迭代算法的相位恢复、光栅分析以及微纳米器件的时域有限差分(FDTD)分析等。在建模及算法分析过程中,给出了相应的模拟计算结果,并用来验证理论的正确性和算法的稳定性。     

吉赫兹高功率全光纤超连续谱激光光源

<正>超连续谱光源是一种特殊的光源,具有光谱宽、亮度高、空间相干性好等特点,在照明、通信、医学、军事等诸多领域具有广泛的应用前景。近几年,在突破了超短脉冲抽运源、抽运光耦合、普通光纤与光子晶体光纤低损耗熔接、高功率光纤激光器热管理等一系列关键技术难题之后,高功率超短脉冲光纤激光超连续谱研究进展显著。评价超连续谱指标参数除了功率、光谱宽度之外,还有一个参数——平坦度,平坦度从某种意义上说是描述超连续谱谱宽范     

二极管泵浦固体激光器的发展及其在激光核聚变和工业上的应用

１引言激光核聚变是聚变能开发的最可行途径之一。激光核聚变的最关键技术是反应堆驱动器。激光二极管泵浦固体激光器（ＤＰＳＳＬ）预计可成为工业电力激光器,也是激光核聚变电厂驱动器的可行侯选者。通过对高阳（日本）激光聚变电厂的概念性设计研究已探讨了用作激光聚...     

啁啾脉冲激光放大系统中展宽倍数的计算与实验测量

通过简单方法,对常用光栅展宽器的展宽倍数进行估算,分析了影响展宽器展宽倍数的因素,并将计算结果与实验中的两种测量的结果作了比较,证实了计算的准确性,为分析飞秒锁模脉冲经过展宽器后脉冲的展宽情况提供了有效手段。     

光纤激光精密切割系统的研制及其应用

采用光纤激光器作为光源,配合自行设计的光学系统和控制系统,研制开发了光纤激光精密切割系统。该系统具有精度高、速度快、性能稳定等优点。并初步探讨了该系统在电子行业的一些应用,研究了手机面板和线路网板的切割工艺。通过优化输出功率、脉冲频率、脉冲宽度和辅助气压等参数,切割的手机面板和线路网板具有线条平滑、均匀、不挂渣等特点。     

研制超高功率激光系统所需的优质大尺寸钛宝石晶体(Ti3+∶Al2O3)

对作者采用温度梯度法(TGT)生长的钛宝石晶体与美国晶体系统公司的晶体进行了性能比较,结果表明,两者晶体质量水平相当.     

高速率空间激光通信系统及其应用

经过二十余年的快速发展,空间激光通信的研究重心逐渐从高精度ATP分系统向高速率通信分系统转移.紧密跟踪空间激光通信的国际发展最新动态,从通信带宽和链路功率两个方面,针对通信发射单元、接收单元和信道特性,分析了提高空间激光通信传输速率的技术难度与途径,分别阐述了波长1 550 nm、基于EDFA功放和前放技术,空间相干技术,光偏振复用技术,光波分复用技术的基本原理、性能指标及关键技术,为高速率空间激光通信提供了技术参考.     

高功率激光系统空间滤波器透镜焦距的选择及其测量

对高功率激光系统中空间滤波器中透镜ｆ／Ｄ选择所涉及的几个问题进行了探讨，并设计了一种适合于大ｆ数透镜焦距测量的方法．     

带SBS相位共轭镜的高重复频率高功率激光系统研究进展

受激布里渊散射(SBS)是一种三阶非线性光学效应,SBS相位共轭镜(PCM)是基于SBS的自抽运PCM,能实时补偿放大器和放大光路中的波前畸变,改善激光器的输出光束质量,其应用越来越广泛。简要介绍了SBS-PCM激光系统的基本原理和典型装置,并概述了国内外液体和固体SBS相位共轭技术在高重复频率高功率激光系统中的研究进展,提出带SBS-PCM的高重复频率高功率激光系统有待解决的问题。     

用于拍瓦级激光系统的三维光参量啁啾脉冲放大的数值模拟

建立了光参量啁啾脉冲传输放大(OPCPA)的物理模型,采用分步傅里叶算法编写了三维OPA+CPA数值模拟程序,利用该程序可以研究OPCPA系统中的能量放大、增益窄化、自相位调制、空间自聚焦以及脉冲的时间信噪比等问题,对OPCPA系统进行优化设计。利用该程序对神光II第九路拍瓦升级系统(SG-II-U-PW)进行了数值模拟研究,计算结果表明,第九路光路无需作太大改动即可满足拍瓦升级指标,并提出了第九路主放大链的两种运行方案。三维OPA+CPA模拟程序经过简单修改后也可以对飞秒(fs)OPCPA系统、以及未来峰值功率为exawatt级(1018W)的激光系统进行优化设计。     

用于高能拍瓦激光系统前端的周期极化LiNbO3光参量放大

为了在高能拍瓦激光系统中设计和应用光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术,建立了仿真模拟程序,并以周期极化LiNbO3光参量放大器为例,分析了在准相位匹配条件下,前级光参量啁啾脉冲放大特性的影响参数,包括:非共线角、晶体长度、增益带宽、高阶非线性效应等.为设计与应用光参量啁啾脉冲放大技术提供了理论和数据上的参考.     

高功率掺镱大模面积光子晶体光纤飞秒激光放大器的实验研究

掺稀土光纤可由激光二极管(LD)直接抽运,大幅度降低成本;宽的增益光谱、高的单程增益和极强的散热能力使之成为理想的激光增益介质;而且光纤激光器将激光限制在光纤波导中传输,具有很好的环境稳定性,以及更加紧凑的结构,特别是双包层光纤激光器的出现,使其成为能够走出实验室的