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皮秒激光传输特性及检测方案

黄强  
【摘要】:随着激光技术及激光晶体材料技术的迅速发展,超短激光技术由于军事及光通信的推动得到了飞速发展。但是对于超短脉冲激光传输的特性尚有许多未解释清楚的现象,超短脉冲激光的测试技术也没有得到相应的进步。本文基于以上情况下,研究了超高斯皮秒光脉冲的传输特性,综合考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应、群速度色散、活性粒子的增益谱以及增益饱和对光脉冲传播特性的影响。同时还设计了一套皮秒激光器的自动检测方案,用8051单片机与计算机的串口进行通信,控制激光器的电源,同时获取激光器的信息,送回计算机中,编制软件对各个部分加以控制,实现了整套系统的自动化。 本论文包括以下几个方面的内容: 1.建立了超高斯皮秒光脉冲传输特性的分析理论模型,该模型综合考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应、群速度色散、活性粒子的增益谱以及增益饱和对光脉冲传播特性的影响。对其进行数值模拟,分别讨论了色散、增益谱、非线形、增益饱和效应的影响。从数值模拟结果可以看出:随着光脉冲的传输,超高斯光脉冲的峰值由平坦逐渐变尖,强度半高由宽变窄,并且峰值向脉冲前沿移动。同时超高斯光脉冲的非线性相移逐渐变大,且脉冲不同位置的非线性相移不同。 2.对比研究了无啁啾超高斯皮秒光脉冲和有啁啾超高斯皮秒光脉冲的传输特性,分析了啁啾对超高斯光脉冲传播的影响。得出了以下结论:当脉宽100ps,峰值光强1GW/cm2的超高斯光脉冲在钕玻璃放大介质中传输时,由于脉冲谱宽


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