OPCPA系統(tǒng)中色散的研究.pdf

1、光參量啁啾脈沖放大(OPCPA)技術(shù)結(jié)合了光參量放大(OPA)技術(shù)和啁啾脈沖放大(CPA)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有極高的增益系數(shù)、很寬的增益帶寬、弱的熱效應(yīng)、高的轉(zhuǎn)換效率和增益的時(shí)間選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)．OPCPA系統(tǒng)包括脈沖展寬、放大以及壓縮三個(gè)部分。目前，脈沖的展寬，壓縮變換操作技術(shù)是這種技術(shù)得到成功的關(guān)鍵之一．現(xiàn)在色散的研究多集中于脈沖單獨(dú)作用在展寬器、壓縮器的情況。在這樣的背景下，理論上深入討論OPCPA系統(tǒng)的色散，具有很重要的意義。

2、 本文研究了常用展寬器、壓縮器以及材料的色散，并具體分析了脈沖通過(guò)展寬、放大、壓縮的整個(gè)物理過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，分別討論了光柵對(duì)表面失配、刻線失配對(duì)入射脈沖寬度和時(shí)間波形的影響。主要的研究結(jié)果如下： 1．研究了入射脈沖的初始嚼啾及展寬器各項(xiàng)參數(shù)對(duì)脈沖寬度的影響。由于展寬器的二階色散為正，當(dāng)C>0時(shí)，脈沖單調(diào)展寬，C<0，脈沖有一個(gè)初始窄化的過(guò)程。而展寬器的刻線間距越小，光柵與透鏡的距離越小，則展寬器的展寬倍數(shù)越大。同時(shí)展寬倍數(shù)也隨

3、脈沖的入射角、入射脈沖的波長(zhǎng)變化，脈沖的入射角通常選擇為L(zhǎng)ittrow角。 2．研究了來(lái)源于光柵對(duì)不平行的色散對(duì)無(wú)初始啁啾飛秒脈沖時(shí)間波形的影響。對(duì)光柵對(duì)表面不平行和光柵刻線不平行這兩類(lèi)光柵對(duì)失配的情況對(duì)比分析表明，光柵表面失調(diào)比光柵刻線失調(diào)對(duì)脈沖時(shí)間波形和寬度的影響更大。當(dāng)光柵表面失配時(shí)，光柵G<,2>順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的脈寬變化比G<,2>逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)脈寬變化快。壓縮器光柵完全平行情況下，選擇適當(dāng)泵浦光和信號(hào)光功率可使輸出脈沖寬度

4、達(dá)到最小。 3．研究了光柵對(duì)不平行的色散對(duì)初始啁啾飛秒脈沖時(shí)間波形的影響。當(dāng)光柵對(duì)表面不平行時(shí)，光柵旋轉(zhuǎn)方向以及初始啁啾共同作用導(dǎo)致脈沖寬度略大于或小于無(wú)初始啁啾脈沖的寬度?？傮w上，光柵G<,2>順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的脈寬變化比G<,2>逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)脈寬變化快．而當(dāng)脈沖有初始啁啾時(shí)，將對(duì)脈沖出現(xiàn)的預(yù)脈沖、尾脈沖有一定的削弱作用，脈沖前后沿的對(duì)稱(chēng)性也發(fā)生了變化。當(dāng)光柵對(duì)刻線不平行時(shí)，只考慮二階色散的影響時(shí)，初始啁啾導(dǎo)致脈沖寬度小于無(wú)初始啁