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大能量高功率啁啾脉冲传输特性研究

超短脉冲系统中啁啾脉冲的传输特性和光束质量一直是人们所关心和重视的问题。在啁啾脉冲放大过程中,增益介质内放大自发辐射(ASE)、增益窄化、增益饱和、自相位调制、自聚焦以及放大介质中的色散等效应均会影响输出脉冲的空间分布、时间波形以及频谱分布,从而严重影响脉冲的有效放大、压缩及光束质量。如何有效地减小或避免这些不利因素的影响,在提高系统输出功率的同时改善光束质量,一直是高功率超短脉冲系统研究工作的重点和难点之一。本论文针对高功率超短脉冲系统中放大自发辐射效应对钛宝石介质储能特性的影响以及啁啾脉冲的线性、非线性传输和放大特性等问题开展研究工作。取得的主要研究结果包括:一、采用速率方程和二维光线追迹,对放大介质内放大自发辐射(ASE)的时间特性以及ASE对放大介质的储能分布的影响进行了计算分析,计算中考虑了不同辐射线型对储能的影响,研究了ASE对不同厚度的增益介质的储能分布的影响,提出了抑制钛宝石放大器ASE的措施,并对SILEX—Ⅰ  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2008年12期
强激光与粒子束

小宽带堆积啁啾脉冲传输放大特性

在激光驱动的惯性约束聚变(ICF)系统中,激光压缩脉冲的形状非常关键[1-3],要求惯性约束聚变激光驱动器的前端系统能够输出任意整形的光脉冲以预补偿放大过程所造成的波形畸变。目前惯性约束聚变激光驱动器的前端系统多采用电脉冲整形的方法[4],由于电子电路的限制,无法产生任意形状的具有快上升沿(小于100 ps)的脉冲,也无法提供时间上零同步的可整形压缩脉冲和超短脉冲。文献[5-7]提出了一种并联式全光纤可编程啁啾脉冲堆积整形的方法以获得任意整形脉冲,采用啁啾脉冲堆积的方法获得ns量级宽带整形激光脉冲,是目前用于ICF的激光装置前端系统拟采用的技术路线。此整形脉冲的光谱时间扫描特性同时为激光驱动的惯性约束聚变打靶束匀滑提供了新方法[8]。啁啾脉冲堆积是将锁模脉冲序列线性啁啾展宽后通过光谱滤波至所需要的宽度,通过分束,各束脉冲延时,并按照不同比例衰减,最后将各束脉冲合束,获得任意整形脉冲。目前对其传输放大过程中脉冲与光谱的变化规律以及...  (本文共5页) 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2011年05期
强激光与粒子束

啁啾脉冲堆积宽带激光非线性传输空间调制特性

高功率驱动器采用宽带激光传输不仅能够改善靶面照明均匀性,而且可使总体性能、输出能力得到较大提高[1-2]。啁啾脉冲堆积宽带激光是惯性约束聚变驱动器前端系统拟采用的技术路线[3-5],不仅能输出任意整形的光脉冲,预补偿传输放大过程所造成的波形畸变,从而满足激光压缩脉冲对形状的特定需求,还能产生任意形状的具有快上升沿的脉冲,提供时间上零同步的可整形压缩脉冲和超短脉冲[6-8]。此外,啁啾脉冲堆积脉冲的光谱时间扫描特性为激光驱动的惯性约束聚变打靶束匀滑提供了新方法,且具有高于时间相位调制宽带激光的三倍频转换效率[9-11]。啁啾脉冲堆积是将锁模脉冲序列线性啁啾展宽后通过光谱滤波至所需要的宽度,通过分束,各束脉冲延时,并按照不同比例衰减,最后将各束脉冲合束,获得任意整形脉冲[3-5]。对于这种啁啾脉冲堆积产生的宽带光束,胡正良等分析了子脉冲形状、脉冲间时延等对脉冲堆积波形的影响[12],纪帆等分析了满足平滑要求的延迟时间和脉冲间延时相位...  (本文共5页) 阅读全文>>

《光学学报》2010年05期
光学学报

单模光纤对啁啾脉冲对比度的影响

1引言在神光Ⅱ装置拍瓦(PW)升级方案的光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)单元中,为保证放大信号的稳定性并有效抑制参量荧光,要求抽运光与信号光达到百皮秒量级的时间同步,为实现这一技术指标,须对主光路中的信号光进行延迟,为此拟在信号光注入OPCPA单元前先通过一段约200 m单模保偏光纤以实现时间延迟。类似方案在法国的Liged′Intégration Laser(LIL)的Multi-Petawatt High-Energy Laser(PETAL)上也有应用[1]。单模光纤的引入同时也提高了输入种子光的光束质量,但是否会最终影响到压缩后短脉冲的对比度,是该方案中必须要解决的一个问题。对于超短脉冲在单模光纤中传输有很多的报道,显示传输过程中由于非线性效应与色散共同作用,导致了如光孤子,超连续谱等许多物理现象[2~5]。国内外对于飞秒、皮秒量级的超短脉冲在光纤中的传输特性有较多的研究,但大多仅限于单独对低啁啾率啁啾脉冲色散效应或者非...  (本文共4页) 阅读全文>>

《光学学报》2009年05期
光学学报

堆积啁啾脉冲时间调制及强度演化规律

1引言 光纤脉冲堆积方法仁‘一4〕在惯性约束聚变(ICF)系统中,实现激光的精确时间脉冲整形‘5口,在聚变靶丸的压缩和点火过程中,抑制压缩过程中产生的不稳定性川,提高压缩比和能量藕合效率,从而降低对激光能量的要求。但是光纤脉冲堆积方法由于多模光纤分束器串联使用,只能提供台阶状的光脉冲而无法产生任意整形光脉冲。后来提出的惆啾脉冲堆积方法,一9口,是将Yb3十锁模脉冲序列线性惆啾展宽后通过光谱滤波至所需要的宽度。通过分束,各束脉冲延时,并按照不同比例衰减,最后将各束脉冲合束,可获得任意整形脉冲。惆啾脉冲堆积方法结合光束匀滑技术还可有效地改善靶面辐照均匀性口〔,·川,提高靶丸对激光的吸收。1306光学学报29卷 在惆啾脉冲堆积过程中,由于子脉冲之间的相干效应,将有可能导致纳秒脉冲时间波形的精细结构中存在皮秒量级的且具有较深调制的梳状序列结构「‘“·‘3一。如果确实存在梳状调制结构,则有可能对后续的传输、放大以及谐波转换造成影响。 由于...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理学报》2007年11期
物理学报

光谱分辨条纹相机测量高能啁啾脉冲特性

1.引言近年来用啁啾脉冲放大技术(chirped pulseamplification,CPA)获得高能量的途径很多,而钕玻璃系统成功地将CPA激光能量提升到数焦耳,美国劳伦斯里弗莫尔实验室(Lawrence Livermore NationalLaboratory,LLNL)成功地演示了用钕玻璃放大器系统产生1.5PW(1015W)激光脉冲[1].高能PW激光可用于射线照相、快点火研究和高能量密度物理学研究等,目前国际上美、法、日、英、德等国家正在开展高能拍瓦激光装置的研制工作.与钛宝石系统相比[2,3],钕玻璃最具吸引力的优点是其光学质量好,口径大,放大脉冲的能量可以高达数千焦耳.但是其荧光带宽仅有20—30nm,放大过程中钕玻璃有限增益带宽和增益窄化效应的影响相当严重[4—7],要产生能量上千焦耳脉宽1ps以下的压缩脉冲仍然具有相当的难度.因此对放大啁啾脉冲特性的测量有助于深入了解宽带高能激光放大动力学过程,优化放大系统设...  (本文共5页) 阅读全文>>