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超快激光系统中新型色散补偿镜的研究

作　者: 牛海亮
导　师: 章岳光；沈伟东
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 色散补偿离子束溅射双啁啾啁啾镜对 GT镜飞秒激光系统
分类号: TN24
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 44次
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内容摘要

色散镜是超快激光系统中一种不可缺少的、至关重要的器件,伴随着超快激光的飞速发展,色散镜已经成为光学薄膜领域的研究重点。本文主要着眼于色散镜中双啁啾、啁啾镜对、三阶色散补偿镜的研究,针对具体的超快激光系统的色散补偿要求,设计制备了不同类型的色散补偿镜,并应用于实际的激光系统,最终获得了预期的实验效果。本文的主要研究工作包括：1.研究确定了本实验室自制的双离子束溅射系统的相对最佳工艺参数,采用晶振监控的方式完成了短波通滤光片以及带通滤光片的制备,透过率测试曲线与设计曲线的匹配度较好,验证了该系统膜层厚度控制的精确度。2.分析了双啁啾调制系数以及双啁啾层数对啁啾镜反射特性和色散特性的影响,设计优化了一对在600nm～1000nnm范围内反射率大于99.5%,色散补偿量为-40fs2、振荡幅度小于20fs2的双啁啾镜。利用双离子束溅射设备完成制备,并测试了双啁啾镜对的反射率曲线同时应用本小组自制的光谱型白光干涉系统测试其群延迟色散曲线,均获得理想的测试结果。最后,制备的啁啾镜对应用于掺Ti蓝宝石飞秒激光系统,输出了脉宽为14fs的超短脉冲。3.设计并制备了三阶色散补偿量为-10000fs3、补偿带宽为1030nm～1050nm的应用于掺Yb光子晶体光纤飞秒非线性激光放大系统的Gires-Tournios (GT)镜。获得了理想的透射率曲线、群延迟色散曲线及三阶色散曲线的测试结果。该色散镜应用于实际系统,明显降低了脉冲基座,系统输出了平均功率为26.6W,脉宽为44fs,重复频率为50MHZ,对应的峰值功率为10.8MW的高质量脉冲。这种新型的、简单有效的三阶色散补偿方法在超快光纤放大系统中表现出了有价值的应用前景。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  §1.1 超快激光技术的发展及应用  10-12
  §1.2 产生超短脉冲的条件  12-13
  §1.3 光学薄膜及其位相特性  13-16
  §1.4 色散补偿薄膜的发展及面临的挑战  16-17
  §1.5 本论文内容及创新点  17-19
  参考文献  19-21
第二章色散补偿薄膜的设计和离子束溅射技术  21-35
  §2.1 啁啾镜的设计  21-26
  §2.2 GT镜的设计  26-27
  §2.3 离子束溅射技术  27-29
  §2.4 实际膜系的制备  29-33
    §2.4.1 短波通滤光片的制备  30-31
    §2.4.2 带通滤光片的制备  31-33
  参考文献  33-35
第三章超宽带色散补偿啁啾镜对的研究  35-52
  §3.1 引言  35
  §3.2 双啁啾理论分析与设计  35-44
  §3.3 啁啾镜对的制备及应用  44-49
  §3.4 小结  49-50
  参考文献  50-52
第四章高色散量三阶色散补偿GT镜的研究  52-66
  §4.1 引言  52-53
  §4.2 高色散量三阶色散补偿镜的设计  53-57
  §4.3 高色散量三阶色散补偿镜的制备及应用  57-61
  §4.4 小结  61-63
  参考文献  63-66
第五章总结与展望  66-68
作者简历  68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

超快激光系统中新型色散补偿镜的研究

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