基于超快激光放大系統(tǒng)的啁啾效應(yīng)控制.pdf

1、本文對(duì)飛秒脈沖在整個(gè)啁啾脈沖放大(Chirpedpulseamplification，CPA)系統(tǒng)中的傳輸和啁啾特性展開(kāi)理論研究的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)和研制了一套新型共心衍射無(wú)像差展寬器和高能量真空壓縮器，并將其用于10TW/20fs超快超強(qiáng)激光系統(tǒng)，取得了理想的結(jié)果。 本論文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面： 首先，從啁啾效應(yīng)、傅立葉極限脈沖、光柵衍射等一些基本概念出發(fā)，研究了飛秒脈沖在可能導(dǎo)致啁啾效應(yīng)的CPA各組成單元中的

2、傳輸以及所造成的啁啾效應(yīng)。研究了影響脈沖展寬和壓縮特性的因素，如輸入脈沖的初始特性和展寬器本身的高階色散對(duì)脈沖展寬特性的影響，增益變窄、增益飽和、自相位調(diào)制及材料色散對(duì)放大脈沖壓縮特性的影響。并且針對(duì)上述效應(yīng)提出了解決方案，即高階色散補(bǔ)償和光譜整形技術(shù)。 其次，在分析當(dāng)前國(guó)際上典型的展寬器和壓縮器的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)并研制了一套適合sub-10fs的新型共心衍射無(wú)象差展寬器和TW級(jí)真空壓縮器。該新型共心衍射無(wú)象差展寬器的最大特點(diǎn)是

3、通過(guò)平面鏡反射使光束入射時(shí)所形成的衍射點(diǎn)與展寬后的還原點(diǎn)均在凹面鏡的球心(即所謂的共心結(jié)構(gòu))，凹面鏡不存在其他同類方法中的成像問(wèn)題，展寬函數(shù)中不需要涉及凹面鏡的焦距和離軸量。該展寬器可將sub-10fs的種子脈沖展寬到ns量級(jí)，且具有無(wú)象差、高帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整精度高等優(yōu)點(diǎn)。該高能量壓縮器置于一自行設(shè)計(jì)的真空室中，具有抗高損傷、高帶寬等優(yōu)點(diǎn)，滿足脈沖放大后可壓縮回20fs的要求。該展寬-壓縮系統(tǒng)目前用于10TW/20fs超快超強(qiáng)激光系

4、統(tǒng)，將來(lái)亦可用于100TW級(jí)超快激光系統(tǒng)中脈沖展寬。 再次，參與搭建了10TW/20fs超快超強(qiáng)激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在美國(guó)Spectra-Physics公司的TSA-25再生放大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了FemtoLaser公司的10fs種子源，運(yùn)用了自行設(shè)計(jì)和研制的寬頻譜通帶展寬器進(jìn)行脈沖展寬，并且采用了法國(guó)Fastlits公司生產(chǎn)的Dazzler(WB-800型)可編程聲光色散濾波器(AOPDF)進(jìn)行色散補(bǔ)償和光譜整形，通過(guò)兩級(jí)能量