高功率飛秒激光光譜展寬和三維光存儲(chǔ)研究.pdf

1、飛秒激光的短脈沖和高輻射強(qiáng)度特性，及其在對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理過(guò)程中的非接觸性和快速響應(yīng)性，使得其在許多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值，如超精細(xì)加工、微光子器件制造、醫(yī)學(xué)精密手術(shù)、高密度三維光存儲(chǔ)等。隨著人們對(duì)極限條件下物質(zhì)相互作用研究的逐漸深入，對(duì)激光脈沖的能量和脈沖寬度提出了更高的要求，使得人們不斷的尋求獲得超強(qiáng)超短激光脈沖的技術(shù)和手段。 本論文主要包括兩方面內(nèi)容，第一部分開(kāi)展了基于LiF：F2晶體色心產(chǎn)生機(jī)理以及在三維光存儲(chǔ)應(yīng)用中的實(shí)驗(yàn)研

2、究；第二部分是利用中空光纖開(kāi)展高功率飛秒激光光譜展寬理論及實(shí)驗(yàn)研究，為進(jìn)一步壓縮脈寬和獲得高峰值功率飛秒激光打下基礎(chǔ)。 與基于損傷機(jī)制的三維光存儲(chǔ)相比，色心光存儲(chǔ)由于寫(xiě)入光能量較低，讀出方式與現(xiàn)有的光盤(pán)技術(shù)相兼容，而倍受人們的青睞。本論文第一部分根據(jù)實(shí)驗(yàn)中首次觀察到LiF：F2晶體在遠(yuǎn)紅外飛秒激光脈沖作用下的發(fā)生色心類(lèi)型轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，定性的研究了其色心轉(zhuǎn)變的機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了三維光存儲(chǔ)的原理性實(shí)驗(yàn)研究。 利用中空光纖

3、的高損傷閾值特性和低色散特性，可以有效地傳輸高功率飛秒激光，同時(shí)利用其中非線性效應(yīng)(主要是自相位調(diào)制，SPM)對(duì)高功率飛秒激光進(jìn)行光譜展寬，從而通過(guò)進(jìn)一步壓縮技術(shù)可獲得高峰值功率飛秒激光短脈沖。本文的第二部分在分析模擬中空光纖的模式特性以及非線性效應(yīng)及色散特性基礎(chǔ)上，開(kāi)展了高功率飛秒激光在中空光纖的傳輸實(shí)驗(yàn)研究，耦合效率達(dá)50﹪以上，利用在中空光纖中填充惰性氣體的方法實(shí)現(xiàn)高功率飛秒激光的光譜展寬，輸出能量為220μJ，經(jīng)傅里葉變換計(jì)算，