用光纤消除光脉冲啁啾与光孤子传输的直接观察

本文采用正常色散光纤对增益开关型（ＧＳ）的光孤子源所带的红移啁啾进行补偿，获得接近变换极限的类孤子脉冲，并成功地观测到随功率增加输出脉宽下降的非线性孤子效应。

脉冲啁啾对于阿秒脉冲的影响

采用单电子近似和软核势模型,通过数值求解一维含时薛定谔方程,理论研究了当脉冲分别带有正、负啁啾的情况下所产生的阿秒脉冲.分析了不同脉冲啁啾特性对阿秒脉冲的强度和宽度的影响 研究结果表明,无论是正啁啾还是负啁啾,随着啁啾量的增加,都将使激光脉冲由产生单个阿秒脉冲趋向于产生阿秒脉冲链 正啁啾和负啁啾对于阿秒脉冲宽度的影响是不同的,负啁啾对于阿秒脉冲宽度影响很小,适当的负啁啾有利于缩小阿秒脉冲的宽度;而正啁啾脉冲产生的阿秒脉冲较无啁啾时展宽,且随着啁啾量的增加,其阿秒脉冲宽度迅速增大。

基于深度学习的光纤超短脉冲啁啾放大研究

全光纤超短脉冲啁啾放大技术在激光技术和超快光学领域备受关注。针对传统数值方法分析光纤中超短脉冲啁啾放大过程存在计算量大、效率低等问题,采用深度学习方法开展全光纤超短脉冲啁啾放大过程建模研究。首先分析脉冲啁啾参量等参数对超短光脉冲传输过程的影响。预训练设计的深度神经网络模型,分析网络对不同初始脉冲啁啾参量的预测精度,进一步探索了不同初始脉冲半峰全宽、峰值功率和啁啾参量等复杂情况下网络的泛化性及预测精度。本研究拓宽了数据驱动方法在激光行为预测方面的应用,为光纤中超短脉冲的特性研究提供了新思路。

光纤啁啾脉冲时域相干合成技术研究新进展

脉冲时域相干合成技术主要通过对功率放大后的高重频脉冲序列进行时序合成,从而降低激光的重复频率,有效地提升输出脉冲的峰值功率与能量,避免放大过程中高峰值功率引起的非线性效应。该技术与空域相干合成相结合,能够突破单纤激光的性能极限,实现高能量、高平均功率和高峰值功率的超短脉冲激光输出,具有广阔的应用前景。介绍了超短脉冲光纤激光时域相干合成的基本原理和关键技术,综述了时域相干合成系统的发展历程及其关键技术的研究现状,重点介绍了近年来脉冲分割放大与脉冲相干堆积技术的研究进展,并对时域相干合成的不同技术路线进行了分析与比较,最后对其未来的发展方向进行了梳理,为相关领域的研究提供参考。

脉冲啁啾对干涉相关测量影响的研究

常规二次谐波强度相关技术曾经有效地被用于皮秒、亚皮秒光脉冲的测量。但是,碰撞锁模和脉冲压缩技术的发展,使脉宽达到数十飞秒(fs)、甚至几飞秒;人们对常规测量法测量如此短的持续时间是否还有足够的精度表示关注。在我国首次实现30fs和得到脉冲的干涉相关(即位相相关)曲线后,提出了利用该曲线测量飞秒脉冲可得到更高精度的思想。这一思想的发展便是“等值宽度法”和“计算机处理法”。与此同时。

频率啁啾对自相关法测量光脉冲宽度的影响

文章讨论了脉冲频率啁啾对用自相关法测量产生的误差,就脉冲的线性啁啾、二次啁啾对测量结果的影响进行了理论分析和仿真计算。还提出了修正二次啁啾影响的简单方案,并结合实验测量结果进行了验证。

脉冲啁啾干涉绝对距离测量中的时频分析

介绍了飞秒脉冲啁啾干涉测距的原理和典型的时频变换方法,比较了这些方法对啁啾光谱干涉信号分析的影响,研究了影响结果的因素,并将这些方法用于处理啁啾光谱干涉的测距数据。通过实验比对发现,相对于参考的He-Ne干涉仪数据,这些时频变换方法的处理结果在65m范围内的相对精度都优于6×10-7,满足高精度处理要求,其中SPWV(smoothed pseudo Wigner-Ville)分布、连续小波变换(CWT)和SCW(smoothed Choi-Williams)分布处理啁啾光谱数据性能较好,获得了预期的结果。

300W线偏振飞秒全光纤啁啾脉冲放大系统

报道了高平均功率的线偏振啁啾脉冲放大系统。该系统包括全光纤结构的多级放大器以及透射光栅脉冲压缩器。压缩前,实现了近衍射极限光束输出,平均功率425 W,光光效率81%,消光比约13dB;压缩后,获得了平均功率300 W、脉宽315fs、峰值功率12 MW的激光脉冲,为目前报道的最高平均功率的线偏振光纤啁啾脉冲放大系统。

小宽带堆积啁啾脉冲传输放大特性

采用啁啾脉冲堆积的方法可获得ns量级宽带整形激光脉冲,对堆积啁啾脉冲时间波形的影响因素及传输放大后脉冲波形与光谱形状的特性进行了研究。结果表明:在传输过程中脉冲的演化规律与窄带脉冲的演化规律基本一致,而且传输放大过程也不会改变脉冲的调制结构,但光谱形状在传输放大过程中发生了变化,初步认为是由非线性效应造成的;小宽带堆积啁啾脉冲具有与窄带脉冲基本一致的的增益水平。

啁啾光脉冲的自相位调制效应对压缩光脉冲的影响

在超强激光系统中,对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段,在啁啾脉冲宽度为141 ps,啁啾系数为1 000,B积分值分别为0,1 和2 的情况下,模拟了自相位调制效应(SPM)对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和本底宽度的影响。结果表明:在B积分值为2 的条件下,若不补偿非线性色散,压缩脉冲的峰值强度降为无自相位调制效应时的65%左右,脉冲宽度约为种子脉冲宽度的2倍,本底宽度则增加到原来的3倍左右;在B积分值大于0.5 的情况下,本底宽度和B积分值近似成线性关系。

啁啾脉冲堆积及其放大特性

根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。

掺镱光纤放大器的啁啾脉冲失谐放大特性

研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1053nm的啁啾脉冲放大特性,发现针对高斯或超高斯脉冲,采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱,从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制,发现对压缩质量影响较小。

光参量啁啾脉冲放大中时间同步抖动对增益稳定性的影响

在考虑了光参量啁啾脉冲放大中的脉冲波形、相位失配和时间同步抖动情况下,给出了计算光参量啁啾脉冲放大增益特性更为完善的三波耦合理论模型。并在1 ns的时间同步抖动情况下,对比分析了光参量放大在小信号放大及饱和放大时的增益稳定性。光参量放大的时间同步抖动对增益影响非常大,使放大信号光脉冲的增益光谱发生了明显的偏移,波形不对称和整个增益降低;并且信号光光谱越宽,光参量放大间的时间同步抖动对其增益影响越严重;但随着参量放大增益饱和的出现和加深,信号光和抽运光之间的同步时间抖动对放大信号光的输出强度影响减弱,即在饱和放大处可以获得更稳定的放大信号光输出。

光参量啁啾脉冲放大增益特性研究

通过对非线性三波耦合方程组进行数值求解 ,研究了光参量放大 (OPA)的增益特性及饱和放大特性。给出了泵浦光、信号光参数对参量增益的影响及其与晶体饱和长度的关系。结果表明 :OPA具有传统啁啾脉冲放大 (CPA)系统所不具有的优点 ,将有可能取代传统的 CPA系统而作为超短超强激光系统的新型前端。

高功率全光纤啁啾脉冲放大激光系统

采用基于非线性偏振旋转原理的光纤被动锁模激光器作为主振荡器。输出信号脉冲的重复频率为30MHz,脉冲半高全宽为265fs。信号脉冲通过全光纤啁啾脉冲激光放大系统展宽至100ps后,经过1级芯径10μm的光纤预放大器和1级芯径50μm的光纤功率放大器将脉冲平均功率放大至10W,斜率效率41.5%。输出脉冲经光栅压缩器将脉宽压缩至594fs。

光参量啁啾脉冲饱和放大的增益稳定性

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)在饱和放大区存在一个增益稳定点,据此设计了一个输出稳定的三级OPCPA系统;第一、二、三级分别选用准相位匹配的周期极化钛氧磷酸钾(PPKTP)晶体、LBO晶体和KDP晶体作为增益介质。饱和放大时,增益随泵浦光强度变化时的增益输出稳定性明显改善,在泵浦光强度抖动低于6%的情况下,各级光参量放大器OPA输出的增益抖动小于1%。前级采用准相位匹配的PPKTP晶体作为增益介质,在远低于破坏阈值的30MW/cm2的泵浦功率密度下,可得到2×105的饱和放大增益和20%的能量转换效率。

BBO,LBO,KDP晶体光参量啁啾脉冲放大特性的比较研究

对BBO,LBO,KDP晶体I类非共线匹配下的光参量啁啾脉冲放大的相位匹配、参量范围、增益特性等进行了理论分析,重点对BBO和LBO的光参量啁啾脉冲放大特性进行了比较。结果表明对于以光参量啁啾脉冲放大系统代替800nm中心波长的Ti:sappire再生放大系统,用BBO晶体可获得更宽的增益带宽,而对1053nm中心波长的种子光用LBO晶体更好。

啁啾脉冲堆积宽带激光非线性传输时域调制特性

为避免时域调制增长形成的高强度时间尖峰对光学元件的损坏,数值研究了啁啾堆积脉冲宽带激光非线性传输的时域调制增长规律。结果表明:对于正常色散介质,子脉冲间干涉引入的时间调制与外加调制随着传输距离的增加,不断振荡减弱;相反,对于反常色散介质,无外加时间噪声时,堆积子脉冲间的相互干涉引入的时间调制有微弱增长,但当传输距离进一步增加时,子脉冲间干涉引入的调制可以获得快速增长;而当外加非线性最快增长时间调制时,时间调制发生迅速增长,具有破坏威胁的时间尖峰易于形成。

光参量啁啾脉冲放大过程中脉冲特性理论研究

通过数值求解非线性三波耦合方程组 ,并利用色散致啁啾引起的瞬时频率与时间的关系 ,模拟了啁啾脉冲在光参量放大过程中的脉冲波形和频谱形状的变化关系 ,以及通过压缩器的脉冲形状。模拟结果表明 :啁啾脉冲在光参量放大过程中的时域宽度和频谱有很小程度的加宽 。

飞秒激光啁啾脉冲放大中脉冲展宽技术研究

计算了啁啾脉冲放大技术中光栅展宽器对钛宝石飞秒脉冲的时域展宽量，并从实验中进行了观测．计算了放大器腔内元件的群色散量，进而提出了省略腔外展宽器的可能性．