基于光谱控制与色散优化的飞秒啁啾脉冲放大系统

飞秒激光在工业加工、精密测量、军事国防、科学研究等领域具有广阔的应用前景。报道了基于光谱控制与色散优化的高功率、高脉冲质量飞秒啁啾脉冲放大系统。利用与压缩器色散量相匹配的色散可调啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)作为展宽器,通过微调CFBG色散量补偿系统的残余色散使整个系统的净色散趋于零;同时引入光谱滤波等手段,保证入射到主放大器之前的脉冲光谱形状不发生畸变,避免了放大过程中脉冲质量的劣化。最终获得了重复频率为50 MHz、平均功率为24 W、脉冲宽度为198 fs的高脉冲质量飞秒激光输出。

基于液晶空间光调制器进行光谱调制的飞秒啁啾脉冲放大系统

飞秒光纤激光器由于具有良好的光束质量与稳定性被广泛应用于精细材料加工行业，目前工业化光纤飞秒激光器主要是通过啁啾脉冲放大系统的多级放大来实现其高功率，可是多级放大过程中会导致严重的增益窄化效应，增加最终的压缩脉冲宽度。为了解决增益窄化问题，缩短脉冲宽度，提高峰值功率，达到更好的“冷”加工效果，本文提出一种基于空间光调制器的光谱整形系统，通过加载到空间光调制器上的灰度图，来产生中心凹陷、平顶等特殊光谱形状，使其放大后光谱宽度与初始的种子源保持一致。与未加光谱调制相比，光谱宽度从7nm提高到9.5 nm，对应极限脉宽从222 fs减少到164 fs左右。最终通过透射式光栅对压缩得到了平均功率1.3W的飞秒激光输出，采用高斯拟合脉冲,脉冲宽度170 fs，接近转换极限脉冲。

啁啾脉冲激光放大中的自相位调制效应

啁啾脉冲激光放大中的自相位调制效应

啁啾脉冲放大中的脉宽限制.pdf

啁啾脉冲放大(CPA) 是利用放大过程中的脉宽变化, 避免过高光强在介质中的非线性效应以及由此引发的自聚焦对放大器可能造成的损伤

用于飞秒激光啁啾脉冲放大系统的光谱滤波器的设计研究

根据薄膜光学的设计原理,针对飞秒激光脉冲放大过程中的增益特性以及对输出光谱形状的特殊要求,通过膜系的优化计算,设计研制了适用于飞秒激光的光谱滤波器件,实现对飞秒光脉冲的频谱强度与频谱分布的特殊控制,以获得所需的具有特殊要求的飞秒激光光谱。实验结果表明,通过这种滤波器件,适用于飞秒激光啁啾脉冲放大系统。

百微焦级飞秒光纤激光放大系统

实验研究了基于掺Yb

基于色散波的1 μm飞秒光纤啁啾脉冲放大系统

飞秒激光在工业加工、激光传感、军事国防、科学研究等领域有着重要的应用前景。报道了一个工作在1 μm波段的飞秒光纤啁啾脉冲放大(FCPA)系统。该系统主要包括一个1.5 μm全光纤被动锁模光源、一个1 μm波段非线性频率转换装置、两级掺镱光纤放大器及一个基于透射式衍射光栅对的脉冲压缩器。掺铒锁模光源中心波长为1.55 μm、3 dB光谱带宽为12.9 nm、重复频率为17.5 MHz, 经功率放大后注入一段9.5 cm高非线性光纤中产生1 μm波段色散波, 其中心波长为1070 nm, 3 dB光谱带宽为33 nm。将此色散波脉冲作为种子源通过声光调制器选频后得到重复频率为1.09 MHz的脉冲输出。随后功率放大至11.4 W, 压缩后得到平均功率为7.7 W、10 dB光谱宽度为21.4 nm、脉冲宽度为270 fs、峰值功率为26 MW的飞秒脉冲激光输出。

高功率钕玻璃啁啾脉冲放大系统光谱整形

增益窄化效应限制了啁啾脉冲放大系统输出的最短脉冲宽度,需要对注入放大系统的种子啁啾脉冲进行光谱整形,以保证放大后的啁啾脉冲光具有足够的带宽并满足特定的光谱分布。理论上假定放大后啁啾脉冲的光谱分布为高斯分布或超高斯分布,对“百焦耳级钕玻璃啁啾脉冲放大系统”进行逆运算。研究发现,所需种子啁啾光的能量、带宽以及压缩后脉冲的信噪比都与该分布密切相关。通过光谱整形,使放大后的啁啾脉冲光的光谱分布为二阶超高斯分布,能够获得小于400 fs高信噪比的超短脉冲输出,此时所需种子啁啾脉冲能量仅为33 μJ,带宽14 nm,在装置前级注入能力的范围之内。为百焦耳装置光谱整形实验的开展提供了理论指导。

高功率飞秒脉冲光纤激光系统.pdf

基础科学研究和超精细工业加工领域的发展迫切需要高重复频率、高功率的飞秒脉冲激光。采用啁啾脉冲放大技术，以掺镱双包层光子晶

光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形新方法

相位匹配是实现高效光学参变啁啾脉冲放大(OPCPA)能量转换的关键之一, 通过对几种常用非线性晶体的光学参变啁啾脉冲放大过程进行数值模拟研究, 结果表明一定程度的相位失配不但能增加光学参变啁啾脉冲放大增益带宽, 而且会使啁啾脉冲光谱强度分布中间凹陷。提出利用光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大作为啁啾脉冲频谱整形的新方法, 通过理论分析和模拟计算, 找到了光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形效果的控制量;并对几种常用非线性晶体在简并、近简并、非简并等条件下的光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大特性进行了比较。

无场分子排列取向-啁啾飞秒脉冲

无场分子排列取向-啁啾飞秒脉冲，吴健，，本文讨论啁啾飞秒激光脉冲对无场分子排列取向的影响。通过分析不同波长、不同啁啾程度的飞秒脉冲诱导的分子排列取向，发现分子取

宽带光学参变啁啾脉冲放大系统的色散控制

在设计宽带光学参变啁啾脉冲放大系统时,对色散源进行了理论分析和讨论。对光学参变啁啾脉冲放大系统的色散量以及各个过程中的高阶色散对脉冲时域和频域特性的影响进行了计算。结果表明展宽器引入了非常大的色散,放大器中信号光相位变化产生的色散较大,参量晶体本身引入的色散相对较小可以忽略不计。输出脉冲宽度主要受二阶色散影响,而三阶和四阶色散主要影响脉冲的波形和信噪比,对频域影响很小。

相干脉冲堆积——超越啁啾脉冲放大的新技术

无论是在固体还是在光纤放大器中, 飞秒的脉冲能量都受到热效应和非线性效应的制约。即使是啁啾脉冲放大(CPA), 也难以超越高峰值功率和平均功率的限制。脉冲空间和时间分割放大-合成, 有可能打破僵局, 产生高重复频率和高脉冲能量; 而将高功率光纤放大器中的脉冲进行相干堆积, 有可能超越啁啾脉冲放大, 得到高于其若干数量级的脉冲能量, 同时保持高重复频率。

提升超短脉冲激光信噪比的啁啾匹配光参变啁啾脉冲放大新方法

提出了一种利用啁啾匹配光参变啁啾脉冲放大(OPCPA)来提高超短脉冲激光信噪比(SNR)的方法。通过与传统的光参变啁啾脉冲放大方案对比，发现啁啾匹配的光参变啁啾脉冲放大方案可以更好地提高信噪比，同时保持较高的转换效率。利用满足啁啾匹配条件的啁啾参数的计算方法，分析了非线性晶体长度、噪声带宽、抽运啁啾大小以及抽运光信号光同步程度等因素对信噪比提升效果的影响。

啁啾脉冲放大系统中光栅展宽器的性能与实验研究

论述了啁啾脉冲放大技术中运用单光栅展宽器结构将飞秒光脉冲在时域进行啁啾展宽的原理及特性,导出了该展宽器所提供色散量的具体表达式及其展宽后激光脉冲宽度的计算;然后通过数值计算分析了其展宽因子及展宽比随各参量的之间的变化关系;本文在此基础上进一步获得了实验上的测量结果。并进行了实验验证。

飞秒激光产生与放大技术

介绍了飞秒激光的发展和相关的应用。重点讨论了产生飞秒激光脉冲的几种方法;激光脉冲色散的物理机制及补偿方法;获得变换极限脉冲的条件等。还介绍了超短超强激光脉冲的放大与压缩技术,获得高功率窄脉冲的基本条件和啁啾脉冲放大原理;详细地讨论了基于非线性效应实现高信噪比、宽光谱、高效率脉冲放大的光参量啁啾脉冲放大技术,在飞秒激光脉冲放大中的应用和发展前景。最后还阐述了阿秒光脉冲产生与测量的新技术。

啁啾脉冲放大系统中单光栅展宽器的优化

计算了啁啾脉冲激光放大系统中单光栅展宽器在入射角大于和小于利特罗角两种入射情况,发现对同一飞秒脉冲在相同展宽比条件下,入射角小于利特罗角时所需光栅宽度要远小于入射角大于利特罗角时所需的光栅宽度,且在入射角小于利特罗角时存在一最佳入射角,此时所对应的光栅宽度达到最小值.同时理论分析及数值计算显示,在上述条件下入射角小于利特罗角时此单光栅展宽器的等效光栅对间距较入射角大于利特罗角时大为缩短.

高功率飞秒脉冲光纤激光器的研究进展

啁啾脉冲放大技术是高功率飞秒脉冲光纤激光器采用的主流技术，但如果对激光系统中非线性效应和色散补偿控制不好，脉冲将会发生畸变，影响脉冲的进一步压缩和峰值功率的提高。以这些问题的解决为主线，介绍了近年来在高功率飞秒脉冲研制上所取得的进展，指出以光子晶体光纤等为基础的新型激光功能器件的出现，为啁啾脉冲放大技术提供了新的解决方案。

色散与啁啾对飞秒艾里脉冲传输性质的影响研究

通过模拟艾里脉冲在克尔介质中的传输，对色散及初始啁啾对脉冲传输的影响以及传输过程中的一些特性进行了初步研究，并对艾里光束和高斯光束的传输特性进行了对比。对于脉宽为飞秒尺度的超短脉冲，三阶色散效应会导致传输波形发生畸变，使光脉冲的传输质量下降，因此不可忽略。进一步研究了艾里光束在二阶和三阶色散共同存在的情况下脉冲随传输距离的变化，并讨论了初始啁啾对脉冲传输变化的影响。理论研究结果表明，当三阶色散和传输距离为某一定值时，脉冲光强极大增强。