基于SLM的整形技术在光子晶体光纤放大系统中的应用

摘要

脉冲整形是超短脉冲控制领域中的一种主要技术手段。随着超短激光脉冲的成功产生和广泛应用，将简单的脉冲变换成特定波形的研究在控制光与物质的相互作用及信号处理等领域越来越重要。飞秒脉冲的频谱很宽，只要整形装置能把频谱在空间上散布得足够宽，则可通过空间滤波及对光场的振幅和相位进行调控，来获得各种特定的时域脉冲波形。目前，超短激光脉冲整形在光通信、色散补偿、相干控制、信号处理、医学和生物学成像等领域有着广泛的应用价值。
　　 本论文主要针对飞秒激光脉冲整形进行研究。其中，指出了光子晶体光纤飞秒放大调制系统的两种基本结构，给出了产生指定波形的一般可操作性原则；分析了利用SLM进行脉冲整形的影响因素，并提出了解决方案；分析了液晶空间光调制器及4f整形系统的工作原理，且对其建立了数学模型；推导了光脉冲在基于SLM的4f脉冲整形系统中的传输过程；针对现有4f整形系统因使用透镜所带来的色差问题，对其进行了改进，最终使用凹面银镜，镀金光栅等组成了整个系统；搭建了振幅调制及相位调制系统；对SLM进行了精确地波长及相位定标；利用Labview软件编写了自动化定标程序及PC与SLM的人机交互程序；采用包括振荡级、展宽器、预放大级、4f振幅调制系统及主放大器的基于光子晶体光纤放大系统的方波产生机制，逐一对其进行了介绍分析，继而进行了方波脉冲的实现，在实验中设计调制函数获得了方波脉冲输出，并最终产生了带有能量增益的皮秒方波。最后，对接下来的工作进行了展望。