分享到:

光学参量啁啾脉冲放大技术的研究

自1992年提出光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术以来,由于其具有高的单通增益,低的热效应影响,高的信噪比,低的B积分,宽的增益带宽,且在放大过程中克服了增益带宽窄化现象,故光参量啁啾脉冲技术已经广泛地应用到超强,超短激光脉冲产生技术中,同时也成为TW以及PW系统的一个好的前端源。本文的主要研究工作和创新有以下几个方面:1.理论研究了光参量放大的物理过程,重点对光参量放大过程中的耦合波方程、相位匹配方式、增益带宽等问题进行了理论分析,给出了相关的参数设计的理论计算公式。2.理论探讨了在抽运光为宽带的情况下的一种新颖的基于预啁啾控制的超宽带光参量放大技术,提出了对输入脉冲进行预啁啾控制新方法,使信号光的不同光谱分量和抽运光的相应光谱分量分别满足相位匹配条件,从而极大地扩展了相位匹配带宽。3.提出采用在抽运光脉冲所定义的时间窗口中,在有效非线性系数最大的平面内,信号光被同一抽运光两次放大的双通放大技术,并把该技术运用到了低重复了以  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

宽带光参量啁啾脉冲放大的研究

诞生于上世纪九十年代初期的光参量啁啾脉冲放大技术,因其在超短脉冲激光放大方面的独特优势,一经提出便引起了广泛的关注。单程增益高、信噪比高、热效应影响较小、获得光束质量高等众多优点使光参量啁啾脉冲放大技术成为获得超强超短脉冲激光的重要途径之一。光参量啁啾脉冲放大器要支持脉宽极短的脉冲激光的放大,在频域上要求光参量放大必须能提供相应的增益带宽。在本论文中,我们建立了适当的数学模型,对非理想单色光、具有发散角的非平面波泵浦下的光参量啁啾脉冲放大系统进行了数值模拟,考察了泵浦光的发散角、非单色性、角色散等因素对光参量放大增益大小及带宽的影响。分析各种不同条件下的影响结果,我们还提出了改善光参量啁啾脉冲放大系统的增益带宽的实际方法和建议,为实现支持更窄脉冲、更宽光谱的参量放大提供理论上的指导。具体内容及创新点如下:一.回顾了光参量放大(OPA)以及光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术的基本理论、优点以及发展现状。二.深入研究了几种宽带相位...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

飞秒光纤激光自相关谱特性的研究

超短激光脉冲指脉冲宽度为皮秒、飞秒或阿秒量级的激光脉冲。随着超短激光脉冲技术的快速发展,超短激光脉冲得到了广泛的应用。超短激光脉冲技术,不仅将人类研究的光与物质相互作用所呈现的非线性效应带到前所未有的新领域,而且为人类研究自然,探索微观世界提供了重要手段,也是观测各种超快现象以及动力学过程的重要手段。作为应用超短激光脉冲技术的前提和基础,发展超短激光脉冲的测量技术,对于研究超短激光脉冲技术的发展与应用以及研究超短激光脉冲产生的物理机理都有重要的指导意义。用自相关法测量超短激光脉冲的实验中,随着输入脉冲的能量、脉冲形状、分束比以及延迟时间的改变,在一定的条件下可以得到含有畸变信号的自相关谱。畸变的自相关谱会使准确估算脉冲宽度产生偏差。从而不能真实获得超短激光脉冲的参数,影响到超短激光脉冲的应用。本文从理论和实验两方面入手,着重研究了自相关谱畸变对于自相关谱特性的影响。在不同测量参数条件下,实验测量飞秒光纤激光器的自相关谱。依据实验...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

光学参量啁啾脉冲放大技术的理论与实验研究

本文首先综述了超短超强脉冲激光技术的发展状况,指出九十年代以来由于啁啾脉冲放大(CPA)技术的诞生使得超超短强脉冲激光技术朝超短超强方向取得了跨越式发展,这给强场物理的发展带来了许多前所未有的新机遇,但目前CPA技术已达到其应用的极限,光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术将是完全替代CPA技术而产生脉宽更短、峰值功率更高脉冲激光的最新技术,其思想和理论尚待进一步发展和完善。建立了适合于OPCPA的光学参量放大的基本理论。从电磁波的麦克斯伟方程出发,首先推导出适合OPCPA的三波混频稳态耦合波方程,然后给出了OPCPA过程中信号光强度及其相位的近似解;对影响光学参量放大过程的各种因数和效应进行了分析讨论,指出在OPCPA过程中群速度失配问题将完全可以忽略不计,可以通过增加非线性晶体长度来获得高的参量增益;对参量放大过程的参量转换效率进行了分析讨论,结果认为在OPCPA过程中获得高的参量转换效率是完全可能的;对参量放大过程进行了的...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

超宽带中红外光参量放大技术及其应用研究

中红外光参量放大的闲频光与信号光的波长差别很大,且一个在正常色散区,一个在反常色散区,使中红外光参量放大的增益带宽“瓶颈”问题更加严重,极大地限制了其输出带宽、转换效率和可调谐性。本文紧密结合国家自科基金重大项目“高峰功率可调谐中红外激光技术的基础问题研究”的关键科学与技术问题开展研究,重点完成了以下几个方面的工作,并取得了一些具有创新性的结果:1.为了解决中红外光参量放大器的种子源与抽运源高精度同步问题,我们提出一种基于“全局时钟+电子锁相环伺服”的改进型主动同步技术,消除了两个激光系统不同时基之间的误差与抖动带来的影响,实现了两个独立低重复率飞秒与皮秒激光再生放大系统输出脉冲的高精度、长时间稳定同步,构建了高精度飞秒与皮秒激光同步系统,不仅为中红外光参量放大系统的构建打下了实验基础,还可广泛应用于基于同步激光技术的抽运-探针检测等各种实验研究;2.提出并运用“误差传递关系+两点互相关测量”的新型相对时间抖动测量方法对该同步系...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

采用OPCPA技术提高高功率飞秒激光对比度研究

对比度是高强度飞秒激光的重要参数之一,它是限制高强度飞秒激光在强场物理、聚变能和高次谐波产生等领域进一步应用的瓶颈。光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术结合了光参量放大(OPA)技术和啁啾脉冲放大(CPA)技术的优点,具有极高的增益系数、很宽的增益带宽、弱的热效应、高的转换效率和增益的时间选择性强等特点。采用该技术能获得高强度高对比度飞秒激光输出,但还有很多的关键技术问题需要突破。目前,采用OPCPA技术代替再生放大器是获得高对比度、高强度飞秒激光的较优选择。研究这类激光系统的对比度有很重要的现实意义。本文分析了三阶非线性克尔效应和色散对飞秒激光的时空特性和对比度的影响。研究了运行在大增益区的OPCPA激光器的性能,分析了同步抖动对OPCPA输出飞秒脉冲的影响,以及采用长脉冲泵浦(比信号光脉冲长)的方式对输出飞秒脉冲特性的影响,在此基础上,就光直接同步方式中的关键技术——泵浦光成形技术进行了详细的理论研究,提出了采用多个超短脉冲...  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>