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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>>

复旦大学
复旦大学

宽带高功率激光系统总体与关键技术研究

高能量密度科学(HEDS)是当今前沿科学领域极具前瞻性、基础性的研究方向,主要包括激光驱动惯性约束聚变、极端条件下的凝聚态物理、高亮度X射线和高能粒子束的产生以及实验室天体物理等前沿基础研究。而高功率超强激光系统则是最重要的研究工具,其自身也是一项综合性的重大科学工程。由于HEDS需求的多样性和不确定性,要求高功率激光驱动源具备多参数、大跨度的调节能力,多功能兼容以及灵活的适应能力。如何应对这一严峻的挑战,正是本论文研究的主要任务。本论文在吸取前人研究成果基础上,首次提出并论证了以“全系统宽频带激光技术”为核心的总体技术路线,该技术方案有望集高能量、多脉宽、多波长等功能于一体,实现系统灵活地切换或组合配置,最大限度地满足物理应用的多种需求。在理论上和实验上研究了相关的创新性关键技术,包括1微米波段宽带飞秒光源的产生和宽带啁啾脉冲的高能量放大等,取得具有先进水平的实质性进展。在OL、CPL、SPIE等刊物发表(含已接受)论文八篇。...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于级联光栅的线性啁啾脉冲信号性能研究

微波雷达技术已日趋成熟,在测距、测速、成像等领域都得到了广泛应用。现如今科技水平不断提升,对微波雷达的要求也越来越高,这促使着微波雷达能够进一步提高距离分辨率以满足新的需求。脉冲压缩技术是目前微波测距雷达提高作用距离和距离分辨率的主要手段之一。用于脉冲压缩微波雷达系统中的线性啁啾脉冲信号一般都是采用电子学的方法生成的,但是传统的电子学方法受到了“电子瓶颈”的限制,生成微波信号的频率一般在10 GHz左右。而通过微波光子学的方法产生线性啁啾调频的高频微波信号可以绕开传统电子学中的“电子瓶颈”,有效地解决电子学途径难以产生高频微波信号的难题,并且获得很大的脉冲压缩比。本文对基于级联啁啾光纤Bragg光栅的啁啾脉冲信号的产生及其性能进行研究分析,对原有系统中啁啾光纤Bragg光栅的反射率进行改进,提出了在低反射率和高反射率两种极端情况下产生线性啁啾脉冲信号。在低反射率情况下,系统产生衬比度为1的正弦线性啁啾脉冲信号。通过MATLAB软...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2009年01期
强激光与粒子束

啁啾脉冲堆积及其放大特性

根据目前惯性约束聚变(ICF)中满足不同物理实验的需求,要求惯性约束聚变激光驱动器的前端系统可以输出任意整形的光脉冲,并且可以对脉冲放大过程中的畸变进行补偿。原理上说,纳秒级激光脉冲整形大致可以分为以下几种方法:电光方法、时空变换方法、全光学方法和集成光学方法。目前采用的主要技术途径有两种:一是采用利用整形超短电脉冲进行光波导调制;二是光纤脉冲堆积技术[1-2]。尽管目前惯性约束聚变驱动器多采用整形超短电脉冲整形的方法,但在我国目前技术条件下,要产生任意形状的快上升沿超短电脉冲难度较大,而且很难实现整形脉冲与超短脉冲的零同步。1997年,日本大阪大学首先报道了采用多模光纤分束光脉冲堆积整形的方法得到了快上升沿(约50 ps)的可任意整形的脉冲[2-3]。随着国内惯性约束聚变技术的发展和新型惯性约束聚变驱动器的要求,我们采用了一种并联式全光纤可编程啁啾光脉冲堆积整形方法,得到了上升沿小于80 ps的可任意整形脉冲。啁啾脉冲在光纤中...  (本文共5页) 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》1992年03期
强激光与粒子束

啁啾脉冲功率谱与脉冲信噪比

1 引 言 采用啁啾脉冲放大(CPA)h。j技术建立的高亮度(大于10。w/cm。·sr)超短光脉冲激光系统的峰值传输功率可达到10"W,其焦区场强是原子库仑场强(5Gw/cm:)的200倍。这种激光系统不仅在超短脉冲X射线源,x光激光等方面有直接的应用价值,而且可使许多强物理实验研究得以实现。然而,由于目前以CPA实现的高功率短脉冲的信噪比只有10,,不足以满足强场物理实验的要求”J,CPA技术发展的关键在于提高输出脉冲的信噪比。获得“干净”光脉冲。 我们通过光脉冲功率谱和脉冲形状在CPA中的演变过程,考察线性扫频光脉冲和典型的光纤一光栅对展宽脉冲的理想压缩特性。我们认为获取高信噪比光脉冲的着眼点应在于消除功率谱调制和使之具有理想外形,而非对脉冲啁啾的线性度的简单追求。2脉冲功率谱与信噪比的基本考虑 在理想压缩情况下,啁啾脉冲功率谱与脉冲形状关系式为 ,(f)=l IFT‘{“百万)I。其中IFT’表示逆傅氏变换。2.1方形功...  (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>>