高斯型光谱设计在飞秒激光放大器中消除增益窄化效应的研究

本文主要从增益窄化效应入手 ,通过理论分析并结合数据模拟说明了高斯型光谱设计在消除增益窄化效应方面的重要作用 ,导出了确定调制参量的较为适用的关系式 ,为实际的实验系统提供了一种可行的设计依据 .

基于光子晶体光纤飞秒激光放大器的微纳加工系统

以掺镱大模面积光子晶体光纤(PCF)飞秒激光放大器为光源组建了一套结构紧凑且运行稳定的飞秒激光微纳加工系统,中心波长为1040 nm,重复频率50 MHz,最大平均功率16 W,光栅压缩后脉冲宽度85 fs。利用该套系统在硅片、金属薄膜(Cr膜、Al膜)上演示了微图案的刻划,并与采用重复频率1 kHz的固体钛宝石飞秒激光放大器的加工结果进行对比,发现利用新组建的加工系统进行微纳加工,由于单脉冲能量较小且便于调节,使得刻划微图案时边缘加工效果更容易控制,且避免了加工过程中未加工区域受到的污染,保护了制作衬底。显示了该套系统高重复频率和高平均功率的特性及其在改善微纳加工效果及明显提高加工效率方面的优势。

光子晶体光纤飞秒激光放大器抽运方式的研究

对不同抽运方式下光子晶体光纤飞秒脉冲放大器中的脉冲演变过程进行了数值模拟和实验验证。在数值模拟上,采用了速率方程和非线性薛定谔方程相结合的理论模型;该模型考虑到端面抽运引起光纤中的非均匀增益分布、群速度色散和自相位调制三者之间的相互作用。模拟结果表明,相比于前向抽运放大方式,采用背向抽运放大方式不仅输出功率高,而且放大脉冲具有更窄的时域和光谱宽度,即较小的时间带宽积和更少的非线性积累。在验证实验上,搭建了基于前向和背向抽运方式的光子晶体光纤飞秒激光放大器;获得的实验结果与数值模拟结论一致,并对放大脉冲演变过程的物理机制进行了讨论。

采用光谱展宽技术的钛宝石飞秒激光放大器

报道了飞秒激光啁啾脉冲放大器中的激光脉冲光谱展宽技术 ,实验中使用了几种光谱展宽元件 ,结果表明使用激光光谱展宽元件能有效地将飞秒激光脉冲光谱展宽 ,抑制了飞秒激光放大器中常见的激光脉冲光谱增益窄化现象 ,从飞秒放大系统的振荡级输出 2 8fs种子脉冲 ,放大后得到了重复频率为 10Hz、峰值功率 1.6TW、脉冲宽度 37.

小型飞秒激光脉冲放大器

在放大器谐振腔内插入一对棱镜 ,使飞秒脉冲信号边放大 ,边展宽。既防止了强光的自聚焦效应 ,又减小了整个放大器占用空间。输出光再经过另一对棱镜压缩 ,得到的脉宽小于 10 0fs,重复率 10kHz,平均功率达到0 .2W。

飞秒脉冲放大器中色散的计算和评价方法

用光线追迹法论证了光栅 球面镜系统与普通的光栅对系统是一对相位共轭元件 ,并提出了光栅 球面镜系统色散的解析计算公式 ,以及对一个典型的放大系统做了模拟 .模拟结果表明 ,对于一个放大系统 ,存在一个最佳的材料色散 ,用它可以获得最大的无色散带宽 .

多通式飞秒激光放大系统的理论研究

建立了多通式飞秒激光放大系统动力学过程的物理模型,该模型对其动力学过程中能量积累和能量抽取两个阶段的物理过程进行了理论描述,并结合具体的实验进行了数值模拟,获得了多通式飞秒激光放大过程中飞秒光脉冲能量、波形与各个参数之间的关系.与实验结果进行了比较,取得了较为一致的结果.

对于具有一定宽度的光束通过展宽器的色散误差的评价

利用光线追踪法计算了具有一定宽度的光束通过Martinez展宽器时的色散误差 .结果表明 ,通常的无宽度理想光线的展宽器模型有足够的精确度 .但是如果将光束反转后再送入展宽器 ,将得到更加完美的色散误差补偿 .