分光镜法激光脉冲展宽器的研制

在激光分离同位素、激光化学、激光导星（人造星）技术等领域，为了提高脉冲激光的利用效率，需将激光脉冲展宽。介绍了各种光学方法展宽激光脉冲的基本原理，并对由分光镜和反射镜组成的激光脉冲展宽器进行了具体的实验研究，这种展宽器被设计成将脉宽为２０～２５ｎｓ的染料激光脉宽展宽１倍左右。它把原始脉冲分成４个独立的子脉冲，每个子脉冲的幅值是原始脉冲的１／４，但时间序列相继延迟７～１０ｎｓ，然后通过合光镜把这些子脉冲首尾相接堆积成一个脉冲。实验结果表明，脉冲持续时间可增加２０～３０ｎｓ，在波长为５７０～６００ｎｓ的染料激光能量转换效率达８０％以上，对某些波长的能量转换效率甚至超过９０％。

宽光束进入展宽器提高输出脉冲对比度分析

根据分析啁啾脉冲对比度模型,通过光线追迹法详细分析了展宽器对输出脉冲对比度的影响.发现当扩大进入展宽器的入射光束口径,从2mm扩大到40mm时,输出脉冲的对比度提高了近两个数量级;同时发现在相同条件下,当输入脉冲为双曲正割函数时,其输出脉冲的对比度明显好于输入脉冲为高斯脉冲和矩形脉冲的情形·

30GHz RF脉冲展宽器(英文)

RF脉冲展宽器用来把高功率窄脉冲变换为较低功率的长脉冲,CLIC实验装置CTFⅡ中的功率提取结构已经可以提供功率达280MW,脉宽16ns的30GHz RF脉冲,为了用它来研究加速结构的最高表面场强和脉宽的关系,设计了30GHz RF脉冲展宽器,完成了系统设计,微波部件的设计及加工,系统的调试,最后安装在CTFⅡ上,并成功进行了高功率实验。

飞秒脉冲展宽器的设计

以群速度色散展宽脉冲理论和基尔霍夫－菲涅耳积分为基础，合理地设计了一种紧凑有效的飞秒脉冲展宽器，不仅获得了较大的脉冲展宽比。

基于同心展宽器的飞秒啁啾脉冲放大研究

在啁啾脉冲放大(CPA)系统中,时域展宽器与压缩器的匹配是获得高对比度飞秒脉冲的关键。相比较常规的Martinez和Offner结构的展宽器,基于同心结构的展宽器由于物与像完全重合,可以消除像差带来的高阶色散的影响,进而采用光栅对压缩器以获得更好的压缩效果。透射光栅对和凹面反射镜组合实现的同心展宽器具有结构紧凑的优点,将该展宽器替代原有的Martinez型展宽器,在重复频率为1 k Hz、泵浦功率为11.4 W的泵浦条件下,展宽后的啁啾脉冲经环形腔钛宝石再生放大器进行能量放大,再由光栅对进行压缩,可获得脉冲宽度为47.5 fs的压缩结果,接近于光谱带宽22.1 nm的傅里叶变换极限。该结果表明基于透射光栅的同心展宽器可以获得较好的飞秒脉冲压缩效果。

基于Herriott型多通结构的块材料展宽与棱栅对色散补偿的啁啾脉冲放大

本文报道了基于块材料展宽与棱栅对压缩的飞秒啁啾脉冲放大(chirped-pulse amplification,CPA)系统.展宽器采用基于Herriott型多通结构的块材料作为色散元件,压缩器采用透射光栅与色散棱镜组合的棱栅对,由于它可以同时提供负的二阶和三阶色散,通过优化光栅刻线与棱镜顶角,可以实现对放大器中材料的三阶色散完全补偿,获得更窄的压缩脉冲.实验中,将展宽后的脉冲注入到环形再生腔中进行放大,放大后的脉冲由棱栅对压缩到39.6 fs,非常接近傅里叶变换极限的35.2 fs.由于采用块材料展宽器和棱栅对压缩器,整个放大系统非常紧凑,可作为后续放大以及超快现象研究的可靠光源.

30GHz RF脉冲压缩器设计

为得到脉宽150ns,功率超过100MW的30GHz微波脉冲,采用MSLED II原理设计了30GHzRF脉冲压缩器。H Hybrid,TE口01模式转换器等器件都采用了新型设计,所有微波器件的设计充分考虑了高功率10 TEo下的适用性,没有容易引起打火的调谐杆、容性膜片等部件。在微波器件的设计中用HFSS软件进行了详尽的模拟。加工并测试了H Hybrid,且用在CERN的RF脉冲展宽器上。

基于SOA的环形腔激光器在全光信号处理中的应用

半导体光放大器(SOA)因其具有良好的光-光互作用特性,包括交叉增益调制、交叉相位调制、交叉偏振调制以及四波混频等,在全光信号处理技术中已经获得了广泛的应用。利用SOA与光纤反馈可构成环形腔激光器S-FRL。在S-FRL中将SOA的光-光互作用特性与反馈条件相结合,可以改变S-FRL的起振、抑制、选频等多种状态,从而构成不同功能的全光信号处理器件。在分析S-FRL激光振荡原理的基础上,提出了双环耦合的S-FRL,并以此为基础构成一种双环耦合的双稳态触发器,进而构成一种同步脉冲展宽器;还提出了一种级联的S-FRL,由此构成一种基于负逻辑的全光判决器。