光参量啁啾脉冲放大技术研究

摘要

光参量啁啾脉冲放大( optical parametric chirped pulse amplification, OPCPA)技术是获得高强度、高峰值功率、高信噪比、高主脉冲预脉冲对比度的超短飞秒脉冲的主要技术途径。光参量啁啾脉冲放大过程中,泵浦源脉冲的时域精细结构会严重影响泵浦源脉冲能量转化为信号脉冲能量的转化率、放大后的信号脉冲带宽和信噪比等。为了获得理想的高功率超短脉冲,在OPCPA中,必须对泵浦源脉冲进行整形。对泵浦源脉冲时域精细结构的测量是判断整形效果的途径。泵浦源脉冲通常为纳秒窄线宽脉冲,现有测量手段诸如条纹相机等不适合测量其时域精细结构。本论文提出了一种时间光谱编码测量其时域精细结构的方法。待测泵浦源脉冲与展宽的种子源脉冲和频,测量其和频脉冲与展宽的种子源脉冲的光谱,其后将前者除以后者并归一化即可反演出待测泵浦源脉冲的时域精细结构。
　　现有的OPCPA中的种子源中心波长一般都小于1μm,为了获得中心波长为2μm的超短高功率激光脉冲,需要制备出中心波长为2μm的种子源。本论文以Tm:CYA为增益介质,以普通激光二极管为泵浦源制备出了最大输出功率为4.3W,最大斜效率为47.6％,调谐范围为1848nm到2033nm(调谐宽度为185nm,半高全宽为110nm)的连续光激光器。宽调谐范围意味着该激光器有制备中心波长为2μm种子源的潜力。
　　该论文为通过OPCPA技术获得中心波长为2μm的高功率超短脉冲打下了坚实的基础。

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第一章 绪论

1.1 光参量啁啾脉冲放大

1.2 泵浦脉冲测量方法概述

1.3 时间光谱编码方法

1.4 本章小节

第二章 宽带线性啁啾脉冲和频转换技术及理论研究模型

2.1宽带啁啾脉冲和频技术转换方案

2.2 宽带和频的物理模型

2.3宽带和频的数值模拟方法

2.4 本章小节

第三章 时间光谱编码数值模拟结果及分析

3.1单频泵浦脉冲和平顶啁啾脉冲

3.2 单色泵浦脉冲和任意形状啁啾脉冲

3.3复色泵浦脉冲和平顶啁啾脉冲

3.4本章小节

第四章 实验

4.1时间光谱编码方法实验设计

4.2Tm：CYA激光器实验

4.3本章小节

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

专利