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。

基于YCOB晶体分析信号光脉冲时间特性对光参变啁啾脉冲放大光谱和转换效率的影响

基于YCOB晶体中三波耦合方程理论模型,在抽运光波形和能量、晶体长度相同的条件下,研究信号光的时间波形对光参变啁啾脉冲放大(OPCPA)光谱和转换效率的影响。计算过程中,抽运光和信号光能量分别为45J和500mJ,光斑直径分别为60mm和50mm。抽运光脉宽取3ns,信号光脉宽为1.2ns。数值结果显示,信号光放大后的光谱和转换效率与输入信号光的时间波形有关。1阶高斯型脉冲光谱的半峰全宽(FWHM)得以展宽,由原来的36nm展宽为放大后的61nm,2阶超高斯脉冲频谱展宽为47nm,高斯脉冲的阶数越高,谱宽展宽越小,5阶和5阶以上的高斯脉冲光谱不再展宽,几乎保持原来36nm不变;1阶高斯脉冲的转换效率最高,达到32%左右,2阶高斯脉冲只有25%,8阶以上转换效率基本变化不大,约为19%。信号光脉冲时间特性对OPCPA的光谱输出和转换效率产生很大的影响。

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。

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。

BBO-I非共线光学参变啁啾脉冲放大增益带宽的实验研究

以纳秒级调Q倍频的Nd∶YAG激光器为抽运源、以自锁模钛宝石激光器输出并经光栅展宽的 80 0nm啁啾脉冲为信号光 ,实验研究了其宽带BBO I非共线相位匹配光学参变啁啾脉冲放大 (OPCPA)的增益谱。研究结果表明 ,非共线夹角的变化对BBO I非共线相位匹配光学参变啁啾脉冲放大的增益谱有很大的影响。

可调谐超短中红外激光脉冲的参变产生与放大及其最新进展

介绍了基于非线性光学参变过程产生和放大中红外可调谐超短激光脉冲的主要方法,比较了参变振荡、差频产生、光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大等4种产生与放大方法的技术特点,重点评述了最近10年来国内外利用光学参变放大和啁啾脉冲光学参变放大实现大增益宽带和高峰值功率输出的最新进展。探讨了获得更高能量/功率和更短脉冲(更大带宽)中红外激光输出的关键问题和技术瓶颈及其解决途径。

抽运光中ASE噪声对OPCPA信噪比的影响

惯性约束核聚变快点火实验,要求拍瓦终端输出再压缩的高信噪比超短激光脉冲。在拍瓦前端光参变啁啾脉冲放大(OPCPA)阶段,抽运激光脉冲中由放大的自发辐射(ASE)噪声调制导致的电场强度振幅和相位的随机扰动,将会被传递到信号光的光谱上,使再压缩后主激光脉冲前后出现底座,降低了信号光的信噪比。数值模拟了抽运激光脉冲中ASE噪声对信噪比以及对时间底座的宽度的影响,并探讨了有利于提高超短激光脉冲信噪比的途径。

YCOB晶体非共线相位匹配技术研究

以中心波长为1053nm的信号光及中心波长为532nm的抽运光光参变放大过程为例,通过数值模拟,详细分析了三硼酸氧钙钇[YCa4O(BO3)3,YCOB]晶体XOY与XOZ主平面内,非共线相位匹配的匹配特点与增益特性。按照相位匹配技术主要参数定义要求,不经近似,通过数值计算,给出了最佳非共线角、相位匹配角、参量带宽、走离角、接收角和有效非线性系数与增益带宽。结果显示,YCOB晶体具有很大的增益带宽与较大的增益,较大的接收角和小的走离角;作为增益介质,不仅可以用于大能量高功率固体激光器,也可以用于几十飞秒量级超短脉冲激光系统。