基于超快激光放大系统的啁啾效应控制
本文对飞秒脉冲在整个啁啾脉冲放大(Chirpedpulseamplification，CPA)系统中的传输和啁啾特性展开理论研究的基础上，自行设计和研制了一套新型共心衍射无像差展宽器和高能量真空压缩器，并将其用于10TW/20fs超快超强激光系统，取得了理想的结果。
本论文的研究工作主要包括以下几个方面：
首先，从啁啾效应、傅立叶极限脉冲、光栅衍射等一些基本概念出发，研究了飞秒脉冲在可能导致啁啾效应的CPA各组成单元中的传输以及所造成的啁啾效应。研究了影响脉冲展宽和压缩特性的因素，如输入脉冲的初始特性和展宽器本身的高阶色散对脉冲展宽特性的影响，增益变窄、增益饱和、自相位调制及材料色散对放大脉冲压缩特性的影响。并且针对上述效应提出了解决方案，即高阶色散补偿和光谱整形技术。
其次，在分析当前国际上典型的展宽器和压缩器的基础上，自行设计并研制了一套适合sub-10fs的新型共心衍射无象差展宽器和TW级真空压缩器。该新型共心衍射无象差展宽器的最大特点是通过平面镜反射使光束入射时所形成的衍射点与展宽后的还原点均在凹面镜的球心(即所谓的共心结构)，凹面镜不存在其他同类方法中的成像问题，展宽函数中不需要涉及凹面镜的焦距和离轴量。该展宽器可将sub-10fs的种子脉冲展宽到ns量级，且具有无象差、高带宽、结构紧凑、调整精度高等优点。该高能量压缩器置于一自行设计的真空室中，具有抗高损伤、高带宽等优点，满足脉冲放大后可压缩回20fs的要求。该展宽-压缩系统目前用于10TW/20fs超快超强激光系统，将来亦可用于100TW级超快激光系统中脉冲展宽。
再次，参与搭建了10TW/20fs超快超强激光系统。该系统是在美国Spectra-Physics公司的TSA-25再生放大系统的基础上，引进了FemtoLaser公司的10fs种子源，运用了自行设计和研制的宽频谱通带展宽器进行脉冲展宽，并且采用了法国Fastlits公司生产的Dazzler(WB-800型)可编程声光色散滤波器(AOPDF)进行色散补偿和光谱整形，通过两级能量放大和高能量真空压缩器，最终获得了10TW/20fs级的超短超强脉冲的输出。
超快强激光;啁啾脉冲放大;展宽器;压缩器;色散补偿;光谱整形
华东师范大学
硕士
光学
丁良恩
2006
中文
TN242
69
2006-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）