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掺钛蓝宝石飞秒激光放大系统的理论与实验研究

作　者: 黄圣鸿
导　师: 侯洵；白晋涛
学　校: 西北大学
专　业: 光学
关键词: 钛宝石激光器飞秒激光脉冲啁瞅脉冲放大群速度色散增益窄化自相位调制色散补偿增益饱和克尔电光效应
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 263次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前，高功率超短脉冲激光放大系统输出的激光，脉宽达到几个飞秒，峰值功率达到太瓦甚至拍瓦量级，聚焦功率密度达10~20W／cm~2，甚至1021W／cm2，相应的电场比原子内库仑场强得多。这样的脉宽和功率密度带来了实验室前所未有的高时间分辨率以及强电场，强磁场，高压强和高温度的极端物理条件，引发了基础科学和技术科学一场广泛而深刻的变革。勿庸置疑，关于超短超强脉冲激光的产生--CPA技术的研究亦成为一个热点。我们所进行的国家攀登计划“九五”预选项目“强场激光物理与飞秒超快过程的研究”(95——预——20)中的子课题：“30fs以下TW级激光系统的研究”，正是致力于飞秒CPA系统的研究。本文就我们所做的主要工作进行了阐述，其中包括： 1．系统阐述了飞秒激光啁啾脉冲放大系统的发展、应用及未来的发展趋势，重点介绍了CPA技术的基本原理及实验结构。 2．对CPA系统的主要环节及关键技术进行了研究：掌握了钛宝石激光器的调节和维护技术，较深入地研究了飞秒激光脉冲产生的机理，其中对群速色散、自相位调制、自锁模等问题进行了详尽的分析；总结了超短激光脉冲的测量技术，重点研究了干涉自相关测量法；在总结展宽器类型的基础上，对无象差展宽器进行了理论计算、优化设计，提高了展宽倍数；深入论述了脉冲列的选单问题，熟练掌握了脉冲选单技术。归纳了CPA系统中放大器的类型，研究了八通预放大系统的放大机理以及诸多效应；系统分析了CPA系统中的二、三、四阶色散的来源以及它对整个放大系统的影响，并提出了相应的补偿方案。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-8
第一章绪论  8-20
  §1．1 高功率超短固体激光器的发展与应用  8-14
  §1．2 台式CPA系统的实验方案  14-20
第二章钛宝石飞秒脉冲激光的产生  20-32
  §2．1 锁模、自锁模的基本原理  20-22
  §2．2 飞秒激光系统的理论研究  22-29
  §2．3 钛宝石激光器的实验研究  29-32
第三章新型无象差展宽器的研究  32-40
  §3．1 展宽系统的类型  32-34
  §3．2 无象差展宽器的优化设计  34-37
  §3．3 飞秒脉冲展宽过程的数值模拟  37-40
第四章 CPA系统中的脉宽测量与选单技术  40-52
  §4．1 超短脉冲的测量技术  40-44
  §4．2 飞脉激光脉冲的测量  44-46
  §4．3 普克尔盒的选单机理及光路调节技术  46-49
  §4．4 放大过程中的时序控制  49-52
第五章超短脉冲激光的放大过程  52-66
  §5．1 激光放大器的类型  52-54
  §5．2 激光放大理论  54-63
  §5．3 多通放大器的实验研究  63-66
第六章 CPA系统的压缩器及色散补偿  66-73
  §6．1 CPA系统的压缩器  66-67
  §6．2 CPA系统中光脉冲的色散补偿问题  67-73
总结与展望  73-75
论文发表及获奖情况  75-76
致谢  76

掺钛蓝宝石飞秒激光放大系统的理论与实验研究

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