超短激光脈沖壓縮與展寬的關鍵技術研究.pdf

1、本文論述了摻鐿超短脈沖光纖激光器產生中色散補償理論和實驗研究,超短脈沖產生中光纖色散補償的重要性及色散的基本概念、色散產生的原因和色散的表示方法,闡述了光纖色散補償機理和常見色散補償方法.在色散理論的基礎上,結合我們的實際實驗系統對色散補償的要求,從理論上分析了光纖色散補償機理及高階色散的產生以及補償方法.重點研究了光柵對色散補償法,對壓縮器的基本結構、工作原理、相關參數和現實可行性等分別作了理論分析和研究,并進行了數值模擬與計算.在實

2、驗上,進行了環(huán)形腔的外腔壓縮和八字形腔的腔內色散補償的實驗研究.對沒有經過色散補償的光纖激光器振蕩器輸出46ps的激光脈沖,采用光柵對的外腔壓縮器、在壓縮器光柵對之間距離為28.6cm時,得到了最短307fs、重復頻率25.5MHz的鎖模激光脈沖;在壓縮器光柵對之間距離為3.1cm時八字形腔的腔內壓縮最終輸出最短180fs、重復頻率24MHz的鎖模激光脈沖.實驗結果和理論分析基本一致.對大展寬比展寬器進行了理論分析和研究.在光線追跡法的

3、基礎上,數字模擬了OPCPA系統中展寬器.并結合我們的OPCPA系統對展寬能力的要求,優(yōu)化設計了展寬因子上萬倍的展寬器,給出了offner型展寬器的原理和設計,用Matlab輔助程序進行了模擬計算,得到了影響展寬器性能的參數的直觀圖形,并對這些參數如何影響展寬器的性能進行了分析討論,最后給出了用于OPCPA展寬器的優(yōu)化設計參數.利用理論分析和設計的展寬器的系統參數,從實驗上進行了演示驗證.在輸入功率430mw、脈沖寬度30fs、重復頻率