介质参数对受激布里渊散射脉宽压缩的影响

利用KrF激光和SF6介质从理论和实验上研究了声子寿命和增益系数等介质参数对SBS脉宽压缩比和能量反射率的影响。理论上采用一维瞬态模型对SBS过程进行数值模拟 ,考虑了瞬态过程、介质吸收以及泵浦耗空的影响 ,计算了SBS介质不同参数对脉冲压缩影响的规律。实验表明 ,在实验参数的变化范围内声子寿命越短、增益系数越小 ,越有利于脉宽压缩。在 0 .6 8MPa下 ,脉宽压缩比达到 8。数值模拟了声子寿命和介质增益系数单独变化时对SBS过程影响的规律 ,发现在声子寿命和增益系数同时变化时 。

声光调Q衍射效率对脉宽压缩的影响研究

通过对衍射效率和反转粒子数密度的关系,反转粒子数密度和脉冲宽度的关系的分析,得出当通过提高泵浦速率来压缩脉宽时,衍射效率必须与泵浦速率和重复频率相匹配·并提出了匹配条件,从匹配条件出发又得到了衍射效率与泵浦速率和重复频率的匹配关系式·关系式中的衍射效率即为能够有效地压缩脉宽的最小衍射效率·实验结果与理论分析符合较好·

200 Hz高重复频率SBS脉宽压缩实验研究

受激布里渊散射(SBS)脉宽压缩是实现高峰值功率、短脉冲激光输出的重要途径之一,然而,目前SBS脉宽压缩仅限于1~10 Hz低重复频率激光器,限制了高重频短脉冲激光器在激光雷达、空间碎片探测以及目标成像等领域的应用。基于此,开展了高重复频率下的SBS脉宽压缩实验研究。设计搭建了高重复频率的主振荡放大激光器,开展了SBS二次级联脉宽压缩和SBS振荡放大双池脉宽压缩实验。通过SBS二次级联压缩实现了脉冲宽度从~32 ns压缩到~1.9 ns,脉宽压缩比达16倍;而通过SBS振荡放大双池结构实现了脉冲宽度从~4 ns压缩到376 ps,脉宽压缩比达10倍。实验结果表明,采用该超净封闭型SBS相位共轭镜,在Stokes光输出能量达50 m J时,无光学击穿现象,实现了在200 Hz高重复频率下的SBS脉宽压缩。

紫外超短脉冲激光放大过程中脉宽压缩的方案设计

采用放电泵浦KrF准分子激光放大器放大波长为248.4nm的紫外超短脉冲激光。对于能量为0.7mJ、脉宽为550fs的输入脉冲,在光束直径保持10mm不变的条件下,能量放大到15mJ,脉宽展宽到1200fs。为了压缩输出脉冲宽度,分析了群速度色散和自相位调制效应对脉宽展宽的影响。利用棱镜对,采用4种不同的实验方案对脉冲引入负的线性频率啁啾,以补偿KrF准分子激光放大器CaF2窗镜中的群速度色散和自相位调制对脉冲引入的正的线性频率啁啾。结果表明:在放大器之前放置棱镜对的方式可以在保持输出脉冲能量为15mJ的同时,在棱镜对间距为110cm的条件下,将输出脉冲宽度压缩到370fs,输出波长为248.4nm、带宽为0.4nm。

适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法

为了增加靶上的功率密度和耦合效率,基于饱和增益开关原理,发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法,在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验,将该激光器输出的脉宽为14.5ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5ns,并且保持了光束原有的均匀性。

KrF激光受激布里渊散射脉宽压缩的研究

用线宽０．５ｃｍ－１、脉宽２３ｎｓ的ＫｒＦ激光（２４８ｎｍ），在ＳＦ６气体和液体环已烷中进行了受激布里渊散射（ＳＢＳ）脉宽压缩的实验研究。测量了脉宽压缩效果和ＳＢＳ反射率随泵浦光能量、气体气压、透镜焦距、焦点位置等实验条件的变化关系，分析和讨论了气体气压、透镜瑞利范围对ＳＢＳ阈值的影响。实验将２３ｎｓ的ＫｒＦ激光脉宽压缩至２－５ｎｓ。

一种激光脉宽压缩技术

报道了在谐振腔中放置双染料调Q片进行调Q的理论分析、实验装置、脉宽测试方法及其倍频实验.结果表朋,与单调Q片进行调Q相比,可压缩激光脉冲宽度,激光傍频转换效率也有明显的提高.

高压气体受激布里渊散射脉宽压缩特性研究

在平面波及缓变振幅近似下,注意到由入射激光场激起的超声场在介质中受到强阻尼时此处Q表声波场强,τ_B为声子寿命,一般比例于介质密度.在上述假定下由入射激光场及stokes场之间的非线性,Maxwell方程可化简为耦合波方程。

HfO_2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅的Piranha溶液清洗

为了提高HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅(PCG)的抗激光损伤性能,使用Piranha溶液(浓硫酸和双氧水的混合液)清洗PCG去除其制作工艺和使用过程中残留在表面的污染物,包括CHF3作为工作气体对HfO2进行反应离子束刻蚀生成的碳氟化合物及金属氟化物。对Piranha溶液的清洗温度、组成成分、清洗时间、清洗遍数等参数进行了系统研究,用扫描电子显微镜(SEM)观察清洗前后的PCG表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)检测清洗前后PCG表面的元素成分及其原子分数的变化,并分析了各残留污染物的去除机理。实验结果表明:Piranha溶液能有效去除PCG表面污染物,而且清洗温度越高,清洗遍数越多,对PCG表面残留污染物的去除效果越显著。在90℃下60min有效活性时间内,使用浓硫酸和双氧水体积比为2∶1的Piranha溶液清洗3遍以上,PCG表面残留的F元素的原子分数接近0.1%(XPS的分辨极限),达到良好的清洗效果。

多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究

采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°,脉宽12 ns,s偏振,波长1064 nm的激光辐照下,经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm2,而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm2。另外,虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低,但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品,进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此,SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。

腔倒空中声光器件对脉宽的影响及脉宽压缩的研究

本文较系统地论述了声光互作用,腔倒空技术的基本理论。对光脉冲通过腔倒空中声光器件时产生啁啾的机制进行了详细的理论分析和计算。提出了改善腔倒空输出脉冲参数的方法,并就此进行了实验。其结果与理论计算结果吻合,在国内首次将腔倒空输出脉宽由25ps 压至5ps。

群速弥散效应对超短激光脉冲脉宽压缩的影响

本文对非线性介质中的群速色散效应进行了详细分析，指出群速弥散现象是影响超短激光脉冲其脉宽压缩的重要因素之一．另外计算还表明：腔镜的二、三阶色散在中心频率附近较小、两端较大，并且，其色散量的大小与高低镀膜层折射率之比以及镀膜层数等有关。

脉宽压缩光栅用的多层膜设计和性能分析

应用于啁啾脉冲放大技术中的脉宽压缩光栅是基于多层膜作为基底,利用全息干涉技术和离子束技术刻蚀而成。脉宽压缩光栅的衍射效率和抗激光损伤阈值一方面依赖于光栅结构的设计,另一方面很大程度上取决于作为基底的多层膜的设计。给出了以413.1nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,样品在ZZS-800F型真空镀膜机上采用电子束蒸发方式沉积而成,并给出了膜系结构对光学性能影响因素的详细分析,结果表明膜系H3L(H2L)9H0.5L2.03H满足光栅膜的指标。给出了样品光学特性测试,其使用波长处的透射率<0.5%,写入波长处的透射率>90%,测试表明样品满足设计要求且实验结果和理论设计符合得很好。

飞秒激光用多层介质膜脉宽压缩光栅的设计

以薄膜光学的干涉理论和衍射光学的傅里叶模式理论为基础,给出了0·8μm飞秒激光器用多层介质膜脉宽压缩光栅的理论设计;设计采用H3L(HL)^9H0·5L2·4H的多层介质膜为基底,当刻蚀后表面浮雕结构的占宽比为0·35,线密度为1480线/mm,槽深为0·2μm,顶层HfO2的剩余厚度为0·15μm时,对于Littrow角度(36·7°)和TE波模式入射的衍射光栅其-1级衍射效率达到95%以上.

K9玻璃与熔石英玻璃中纵向受激布里渊散射的脉宽压缩和能量提取效率

以K9玻璃与熔石英玻璃代替传统的液体或气体作为纵向受激布里渊散射(LSBS)样品,波长1.064μm,脉宽12 ns的单纵模电光调QNd∶YAG激光器作抽运光,实验上以脉宽压缩和后向斯托克斯(Stokes)散射光频移为标志,测到后向斯托克斯散射光线宽和散射光脉宽压缩比。研究了纵向受激布里渊散射样品的长度、抽运光能量大小、材料种类对纵向受激布里渊散射脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响。实验结果表明,熔石英与K9玻璃的受激布里渊散射发生阈值、饱和阈值、散射光能量提取效率、散射光脉冲波形均相近,K9玻璃可以成为一种更廉价的受激布里渊散射介质。针对170 mm的熔石英玻璃样品,找到了纵向受激布里渊散射的发生阈值、饱和阈值,并得到了较高的散射光能量提取效率,从100 mm的熔石英玻璃中获得了87%的散射光能量提取效率,而从170 mm的熔石英中获得了90%左右的散射光能量提取效率。实验数据拟合的规律曲线印证了数值模拟结果。

全电介质脉宽压缩光栅的研究进展

超短脉冲超高能量激光器作为研究光和物质相互作用以及惯性约束聚变的手段而得到了广泛的应用。综述了应用于啁啾脉冲放大(CPA)系统的脉冲压缩光栅(PCG)的发展概况;分析和评述了脉宽压缩光栅的设计原理和制作工艺,并给出了脉宽压缩光栅的发展展望。实践和理论证明采用多层膜介质衍射光栅是实现高性能脉宽压缩光栅的一种优良的设计方案。

光纤SBS压缩Cr:LISAF激光脉冲宽度的研究

将Cr:LISAF静态输出光聚焦于光纤介质中,进行模式竞争,实现了宽线宽、多横模Cr:LISAF激光脉冲的后向SBS,有效地压缩了激光脉冲。讨论了不同泵浦电压下的压缩情况,以及焦距、光纤的粗细、长短对输出光脉宽压缩的影响。

金属/介质膜脉宽压缩光栅研究进展

超短超高能量脉冲激光作为研究光和物质相互作用的有力手段得到了广泛研究。啁啾脉冲放大系统是产生这种激光的关键部分,其中脉宽压缩光栅作为啁啾脉冲放大系统的核心组成器件,具有至关重要的作用。金属/介质膜光栅具有高衍射效率、宽工作带宽、高激光损伤阈值等优良特性,受到了广泛关注。详细综述了金属/介质膜脉宽压缩光栅的发展概况,重点分析了金属/介质膜光栅的设计原理和制作工艺,展望了金属/介质膜光栅的发展前景,旨在增进对金属/介质膜脉宽压缩光栅的了解。

拉曼自频移全光量化中的全光纤脉冲宽度压缩器的设计

通过数值求解广义非线性薛定谔方程,研究了由高非线性光纤分别与3M-FS-PM -7811光纤和SMF-28光纤串联构成的全光纤脉冲宽度压缩器在压缩波长为1550nm的红外光脉冲宽度方面的性能。计算结果表明:采用3M-FS-PM-7811光纤的脉冲宽度压缩器所需要的入射功率小,而采用SMF-28光纤的脉冲宽度压缩器输出的脉冲基座小;两种全光纤脉冲宽度压缩器均能将脉冲宽度为2ps的高斯输入脉冲压缩到200fs～300fs。

用饱和增益开关法压缩KrF准分子激光脉冲

为提高激光作用于靶上的功率密度和耦合效率，需对目前的激光进行脉宽压缩。本工作采用饱和增益开关法，利用预放大器的放大特性对前端输出的非相干光进行了脉宽压缩，最后将脉宽为23ns的种子光压缩到了12ns，且可根据需要在5～20ns内变化。