飛秒激光脈沖整形研究.pdf

1、超短脈沖自出現(xiàn)以來，發(fā)展十分迅速，飛秒脈沖具有脈沖持續(xù)時間短、光譜范圍寬、峰值功率高、聚焦范圍小等優(yōu)點，可以實現(xiàn)超高空間分辨率以及時間分辨率，引發(fā)了基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)廣泛而深刻的變革，已被廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、光譜學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、微加工、三維存儲等領(lǐng)域。
　　飛秒脈沖在光學(xué)系統(tǒng)中傳輸時，光學(xué)器件的色散、像差、面型誤差、裝調(diào)誤差等，將對脈沖產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致脈沖展寬甚至形變以及光束質(zhì)量下降等現(xiàn)象，致使整個光學(xué)系統(tǒng)的性能不佳。因此，我們

2、需要通過脈沖整形技術(shù)改善脈沖質(zhì)量。
　　到目前為止，有關(guān)超短脈沖的研究范圍十分廣泛，研究方法多種多樣，但大多僅局限于理想透鏡或簡單光學(xué)系統(tǒng)，缺乏飛秒脈沖在實際復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)中傳輸問題的研究。本文中，基于超短脈沖的傳輸特性，采用波動光學(xué)與幾何光線追跡相結(jié)合的方法，對飛秒脈沖在光學(xué)系統(tǒng)中的傳輸進(jìn)行了仿真模擬，尤其是復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)中，該方法充分考慮了球差、色差等光學(xué)像差對飛秒脈沖的影響，并可對脈沖的展寬與形變現(xiàn)象進(jìn)行分析。
　　通常，

3、光學(xué)系統(tǒng)中的材料具有正色散特性，使得超短脈沖在傳輸過程中，不同頻譜成分的傳播速度不同，紅光比藍(lán)光傳輸速度快，紅光成分與藍(lán)光成分將逐漸分開，造成脈沖寬度增大以及脈沖峰值功率降低。而棱鏡、光柵是負(fù)色散器件，藍(lán)光傳輸速度比紅光快，可以對脈沖光束進(jìn)行壓縮，用于進(jìn)行普通光學(xué)材料的色散校正，從而使脈沖的所有頻率分量同時到達(dá)，脈沖寬度和峰值功率保持不變。
　　利用該方法首先對飛秒脈沖在平行平板的傳輸做了仿真模擬，隨后模擬了超短脈沖在三片式鏡頭中