基于超快激光放大系統(tǒng)的啁啾效應(yīng)控制.pdf

1、本文對飛秒脈沖在整個啁啾脈沖放大(Chirpedpulseamplification，CPA)系統(tǒng)中的傳輸和啁啾特性展開理論研究的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計和研制了一套新型共心衍射無像差展寬器和高能量真空壓縮器，并將其用于10TW/20fs超快超強激光系統(tǒng)，取得了理想的結(jié)果。 本論文的研究工作主要包括以下幾個方面： 首先，從啁啾效應(yīng)、傅立葉極限脈沖、光柵衍射等一些基本概念出發(fā)，研究了飛秒脈沖在可能導(dǎo)致啁啾效應(yīng)的CPA各組成單元中的

2、傳輸以及所造成的啁啾效應(yīng)。研究了影響脈沖展寬和壓縮特性的因素，如輸入脈沖的初始特性和展寬器本身的高階色散對脈沖展寬特性的影響，增益變窄、增益飽和、自相位調(diào)制及材料色散對放大脈沖壓縮特性的影響。并且針對上述效應(yīng)提出了解決方案，即高階色散補償和光譜整形技術(shù)。 其次，在分析當(dāng)前國際上典型的展寬器和壓縮器的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計并研制了一套適合sub-10fs的新型共心衍射無象差展寬器和TW級真空壓縮器。該新型共心衍射無象差展寬器的最大特點是

3、通過平面鏡反射使光束入射時所形成的衍射點與展寬后的還原點均在凹面鏡的球心(即所謂的共心結(jié)構(gòu))，凹面鏡不存在其他同類方法中的成像問題，展寬函數(shù)中不需要涉及凹面鏡的焦距和離軸量。該展寬器可將sub-10fs的種子脈沖展寬到ns量級，且具有無象差、高帶寬、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整精度高等優(yōu)點。該高能量壓縮器置于一自行設(shè)計的真空室中，具有抗高損傷、高帶寬等優(yōu)點，滿足脈沖放大后可壓縮回20fs的要求。該展寬-壓縮系統(tǒng)目前用于10TW/20fs超快超強激光系

4、統(tǒng)，將來亦可用于100TW級超快激光系統(tǒng)中脈沖展寬。 再次，參與搭建了10TW/20fs超快超強激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在美國Spectra-Physics公司的TSA-25再生放大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了FemtoLaser公司的10fs種子源，運用了自行設(shè)計和研制的寬頻譜通帶展寬器進(jìn)行脈沖展寬，并且采用了法國Fastlits公司生產(chǎn)的Dazzler(WB-800型)可編程聲光色散濾波器(AOPDF)進(jìn)行色散補償和光譜整形，通過兩級能量