展宽器元件失调及带通分析

通过光线追迹法给设计的反射式单光栅展宽器建立了一个数学计算模型。利用这个数学模型计算和分析了元件失调对反射式单光栅展宽器二阶色散量和输出光束发散角的影响,并考虑了反射式单光栅展宽器中衍射光栅和球形凹面镜的尺寸与展宽器带通的关系。发现当平面反射镜 M1 的纵向偏离角为 0. 2°时,展宽器的二阶色散量最大,偏离角大于或小于0 .2°时,展宽器的二阶色散量随之减小;得到了元件失调会增加输出光束发散角的结论;并发现展宽器中衍射光栅和球形凹面镜尺寸的有限大小对带通有限制作用。提出了利用反射镜 M1 纵向的适当偏离增大展宽器二阶色散量的方法,以及增大衍射光栅和反射镜尺寸来提高展宽器带通的方法,从而进一步减少展宽过程中的光谱剪切。     

展宽器中非对称光谱剪切对输出脉冲对比度的影响

在展宽器中,光谱的剪切情况非常重要,它直接影响输出脉冲的质量.以Offner展宽器为例,参照以往建立的光线追迹模型,建立了分析展宽器中光谱剪切的模型.发现当展宽器的参数确定好后,光栅放置的位置对激光脉冲光谱剪切有非常重要的影响.当光栅相对于光轴中心对称放置时,展宽器容许通过的光谱相对于激光中心波长将是非对称分布的,即此时在展宽器中发生的光谱剪切为非对称光谱剪切,在神光II第9路拍瓦激光装置中,这种非对称光谱剪切将使输出脉冲对比度下降一个数量级.为了使展宽器中通过的光谱相对于激光中心波长对称分布,需要将光栅相对于光轴非中心对称放置.     

利用光线追迹法计算展宽器结构参数对色散量的影响

利用光线追迹法，对一种常用光栅展宽器的色散量进行了计算，数值分析了展宽器各组成部分的相对位置发迹对二阶色散及产生像差的影响，为展宽器各元件的精确调节提供了依据。     

基于同心展宽器的飞秒啁啾脉冲放大研究北大核心CSCD

在啁啾脉冲放大(CPA)系统中,时域展宽器与压缩器的匹配是获得高对比度飞秒脉冲的关键。相比较常规的Martinez和Offner结构的展宽器,基于同心结构的展宽器由于物与像完全重合,可以消除像差带来的高阶色散的影响,进而采用光栅对压缩器以获得更好的压缩效果。透射光栅对和凹面反射镜组合实现的同心展宽器具有结构紧凑的优点,将该展宽器替代原有的Martinez型展宽器,在重复频率为1 k Hz、泵浦功率为11.4 W的泵浦条件下,展宽后的啁啾脉冲经环形腔钛宝石再生放大器进行能量放大,再由光栅对进行压缩,可获得脉冲宽度为47.5 fs的压缩结果,接近于光谱带宽22.1 nm的傅里叶变换极限。该结果表明基于透射光栅的同心展宽器可以获得较好的飞秒脉冲压缩效果。     

展宽器群速度色散的几何光学方法分析

利用几何光学的方法分析推导了啁啾脉冲放大技术中几种典型光栅展宽器的群速度色散 ,给出了解析表达式。结果与Martinez用Fresnel Kirchhoff积分方法获得的群速度色散一致。     

高功率激光放大系统中光栅展宽器的优化

对高功率啁啾脉冲放大激光系统,光学元件限制的瓶颈在于大口径光栅.一方面是由于其破坏阈值较低,另一方面是由于大尺寸光栅制造困难及价格昂贵.因此,啁啾脉冲放大过程中,在相同展宽量的前提下,如何缩小光栅尺寸是一件很有价值的工作. 通过分析入射角大于利特罗角和入射角小于利特罗角两种情况,发现在相同展宽量条件下:入射角小于利特罗角时的光栅宽度小于入射角大于利特罗角时的光栅宽度.同时,在入射角小于利特罗角时存在一个最佳入射角,此时光栅宽度达到最小值.(OB18)     

高能拍瓦激光装置中的展宽系统

展宽系统是高能拍瓦激光装置中的重要组成部分.它的设计好坏直接影响输出脉冲的质量.综述了国内外著名的高能拍瓦激光装置中所用展宽系统的结构及其相应的参数,并加以比较分析和讨论.     

基于环形光路纳秒激光脉冲展宽技术研究

从理论上分析了影响激光脉冲宽度的因素,建立了脉冲展宽与各影响因素之间的数学模型。通过 Matlab 软件模拟分析了不同因素对脉冲展宽的影响,分析得出在一定条件下,脉冲展宽效果最佳时分束镜反射率 R ＝0.38,光学腔长 L ＝940 cm。对 Nd ∶YAG 脉冲激光器纳秒激光进行了脉冲展宽实验,测试了脉冲宽度随着泵浦电压的变化情况。选取了泵浦电压为730 V,分束镜 R 为0.38,在初始脉宽为37 ns 的条件下通过改变腔长将激光脉冲分别展宽到37.5 ns,42 ns 和55 ns,实验数据与理论分析的误差分别0.98％,0.74％和2.1％。实验数据分析验证了建立的数学模型是可行的。     

相位调制展宽激光的线宽压缩方法研究

单频激光通过相位调制可以进行光谱展宽、提高光纤放大器受激布里渊散射的阈值,从而可以提高光纤放大器的输出功率,但也破坏了单频激光的高相干性;本文根据相位调制光谱展宽的原理公式,提出了进行激光线宽压缩的思路,用于激光放大后恢复相干性能;根据线宽压缩的原理提出了线宽压缩装置的构造,即采用两个相位调制器,一个负责光谱展宽,另一个负责光纤放大后的线宽压缩,并提出了实现线宽压缩的相位差调节和幅度调节的控制条件;限于实验条件不足,本文仅对理论模型进行了分析。     

激光等离子体镁光谱线Stark展宽的测量与计算

本文用光学多道分析仪测量了用Ｎｄ：ＹＡＧ激光烧蚀固体等离子体的发射光谱，得到了延时Ｔｄ＝１至１０μｓ时Ｍｇ的５５２．８４，５１６．７４，４７０．３０，３８３．８３ｎｍ等谱线的Ｓｔａｒｋ展宽，采用半经典理论和电偶极近似，对Ｔｄ＝１μｓ和２μｓ时上述的谱线的Ｓｔａｒｋ展宽从理论上进行了计算，理论结果与实验符合得很好。     

整形激光脉冲与激光探针同步技术

实现了应用于神光Ⅱ装置中的高精度整形激光脉冲与激光探针同步方案。在该方案中,激光探针经硅光导开关进行光电转换之后作为激光脉冲整形单元的触发信号,使激光脉冲整形单元,输出与激光探针同步的整形激光脉冲。为了降低由于触发信号不稳定引起的时间晃动,在光电转换之前放大激光探针,以调整激光脉冲整形单元触发信号的幅度。在神光Ⅱ装置中实现了整形激光脉冲与激光探针小于4.5 ps(均方根)的时间同步精度。     

超短脉冲的光谱整形

针对激光放大过程中的增益窄化效应 ,采用了窄带干涉滤光片与石英双折射滤光片两种器件对中心波长10 5 3nm ,谱宽 13nm的超短脉冲进行光谱整形。石英晶片的参数由计算机仿真确定。光谱整形的实验结果与数值模拟的结果吻合较好。整形后的光谱形状变为平顶 ,谱宽增加了 2nm。     

暗脉冲激光器的研究进展

暗脉冲激光在光波导中传输噪声小、损耗低,因此在信号处理方面比传统亮脉冲更有优势。介绍了暗脉冲激光器的国内外研究进展,重点介绍了经后期光学或电学整形产生暗脉冲和激光器直接产生暗脉冲的各种理论方案,最后对暗脉冲激光器的应用和发展前景进行了展望,并指出了目前还存在的问题。     

脉冲能量对激光推进中冲量耦合系数的影响

实验通过采用最大输出脉冲能量为100J的TEACO2激光器,研究了从13~80J的激光脉冲能量对大气呼吸模式激光推进冲量耦合系数的影响。结果表明当脉冲能量在80~24J变化时,冲量耦合系数没有明显变化,当脉冲能量下降至22J以下时,冲量耦合系数下降52%。对这一特性进行了初步的理论分析,并通过改变实验环境气体压强,对这一理论进行了验证。     

电光Q开关红宝石激光脉冲展宽的研究

从理论分析了电光Q开关红宝石激光的反转粒子数密度、腔损耗（含激光输出）与光子密度之间瞬态变化关系,导出了脉冲展宽条件。设计出与理论计算结果符合的电光调Q开关驱动电路,该电路在1μs内用3个信号的结合来驱动电子管FM-30工作。大量的实验表明,其结果与理论分析有较好的一致性。该系统得到了700ns的激光展宽脉冲。     

半导体激光放大器中超短光脉冲放大过程的研究

本文对超短光脉冲在半导体激光放大器内的放大过程进行理论和实验研究，首次推导出描述这一瞬态变化过程的一系列方程组，并利用方程组进行了数值模拟求解，最后给出与理论相一致的实验结果。     

一种新型皮秒脉冲激光器

一种新型皮秒脉冲激光器由序列脉冲激光的产生、单脉冲激光的选取、放大和倍频等部分组成,激光器工作物质选用Nd∶YAG晶体,用两个格兰棱镜分别作为起偏器和检偏器,激光器的振荡级利用被动锁模染料产生的锁模序列脉冲激光,经过单脉冲选择器选取出其中的一个单脉冲激光,再经激光器放大部分的放大和倍频晶体的倍频后,激光器最终输出能量为120mJ,脉冲宽度为100ps,波长为532nm的单脉冲激光,其功率约为1.2×109W,功率密度约为4.2×109W/cm2,系统的外触发同步精度优于2μs。