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《西北大学》 2002年
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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

黄圣鸿  
【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。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘兰琴;高功率超短脉冲钛宝石激光光束控制研究[D];中国工程物理研究院;2005年
2 杨青;基于飞秒激光的复合材料光学非线性与诱导微结构的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 封智强;差异吸收光谱中的光谱校正[D];西北大学;2011年
2 刘军;超短脉冲激光放大理论与实验研究[D];西北大学;2003年
3 苏娟;OPCPA系统中色散的研究[D];四川大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 曹东茂,魏志义,滕浩,夏江帆,张杰,侯洵;整形种子脉冲克服放大过程中增益窄化效应的研究[J];物理学报;2000年06期
10 孟绍贤;高功率脉冲激光系统的原理和进展[J];物理学进展;1998年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 魏江;;衍射光栅的拼接方法[J];常熟理工学院学报;2007年10期
3 李隆,黄圣鸿,穆参军,白晋涛,侯洵;高功率飞秒脉冲激光器的进展[J];光学技术;2002年06期
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5 张颖;魏晓峰;朱启华;谢旭东;王凤蕊;曾小明;应纯同;;高功率钕玻璃啁啾脉冲放大系统光谱整形[J];光学学报;2008年09期
6 郭爱林;杨庆伟;张福领;孙美智;毕群玉;谢兴龙;朱健强;;啁啾脉冲的光谱整形[J];光学学报;2009年06期
7 张绍银;王加祥;艾树涛;;四光束对高能电子的捕获特性研究[J];光学学报;2012年04期
8 杨建军,阮双琛,侯洵;八通式单光栅展宽器的特性研究[J];光子学报;1998年04期
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10 楚晓亮,张彬;超短脉冲在放大介质中传输特性研究[J];光子学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张扬;陈宇晓;;用于皮秒脉冲产生的级联阶跃二极管电路[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
2 张宁;吴元生;邢岐荣;柴路;张伟力;张志刚;王清月;;飞秒激光啁啾脉冲放大中的光谱展宽技术[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2000年
3 滕浩;夏江帆;魏志义;张杰;;啁啾脉冲多通预放大技术研究[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈英;高功率钕玻璃激光系统的宽带三倍频技术方案研究[D];复旦大学;2010年
2 杨义胜;宽带三倍频不等速群速匹配规律研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 李大海;激光光束波前畸变的径向剪切干涉诊断及其控制新方法研究[D];四川大学;2002年
4 张蓉竹;ICF系统光学元件高精度波前检测技术研究[D];四川大学;2003年
5 楚晓亮;大能量高功率啁啾脉冲传输特性研究[D];四川大学;2005年
6 刘兰琴;高功率超短脉冲钛宝石激光光束控制研究[D];中国工程物理研究院;2005年
7 许定国;多态叠加多模叠加光场等幂高次压缩特性研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 杨菁;高功率固体激光装置的优化设计及综合评估方法研究[D];山东大学;2005年
9 马再如;采用OPCPA技术提高高功率飞秒激光对比度研究[D];四川大学;2006年
10 陈宇晓;超快电脉冲瞬态取样理论、方法和实验研究[D];电子科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 封智强;差异吸收光谱中的光谱校正[D];西北大学;2011年
2 马文文;锥形微结构光纤中飞秒激光脉冲传输特性研究[D];燕山大学;2010年
3 刘佳;基于SLM的整形技术在光子晶体光纤放大系统中的应用[D];天津大学;2012年
4 尚连聚;LD端面泵浦的Nd:YVO_4 1.34μm激光器的研究[D];曲阜师范大学;2000年
5 贺晓旭;掺钛蓝宝石飞秒激光器脉冲放大技术的研究[D];西北大学;2001年
6 赵玲慧;飞秒钛宝石激光放大系统的研究[D];西北大学;2001年
7 吴集;能源系统电路容差分析[D];国防科学技术大学;2002年
8 严云富;平行光栅对的误配与光束特性分析[D];西南交通大学;2004年
9 周维民;超短超强激光与等离子体相互作用中质子发射的实验研究[D];中国工程物理研究院;2004年
10 伍波;激光小尺度畸变波前检测与控制研究[D];四川大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝国强,张永刚,刘天东,李爱珍;InGaAs PIN光电探测器的暗电流特性研究[J];半导体光电;2004年05期
2 李成;李好斯白音;李耀耀;王凯;顾溢;张永刚;;双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究[J];半导体光电;2009年06期
3 向卫东,王承遇,丁子上;非线性光学玻璃材料的研究进展[J];玻璃与搪瓷;1994年06期
4 ;1999年诺贝尔化学奖获得者的学术成就——用飞秒分光技术观察化学反应过渡状态的研究成果[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
5 石礼伟;一维氧化锌纳米线生长技术及潜在应用[J];电子元件与材料;2004年08期
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7 赵思思;沈严;刘学胜;张文平;鄢歆;郑永超;王智勇;;灯泵浦高效率Nd:YAG倍频绿光激光器的研究[J];光电子.激光;2008年12期
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10 石志刚;黄世华;梁春军;雷全胜;;一种新的时间分辨光谱测量方法[J];光谱学与光谱分析;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王世勇;激光对CCD探测器干扰损伤的研究及模糊评估[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
2 刘兰琴;高功率超短脉冲钛宝石激光光束控制研究[D];中国工程物理研究院;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 黄小军;宽频带超短脉冲激光放大研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
2 黄敏;飞秒激光脉冲展宽技术的研究[D];北京工业大学;2003年
3 刘文兵;脉冲压缩中光栅失调及拼接问题的研究[D];四川大学;2005年
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5 贺成群;光电探测器关键性能参数测试研究[D];大连理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周嘉炜;;激光技术的军事应用与前景[J];商品储运与养护;2008年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张小民;宽带高功率激光系统总体与关键技术研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 尚红波;超短脉冲激光时空特性的仿真研究[D];浙江大学;2011年
2 胡婉约;基于超快激光放大系统的啁啾效应控制[D];华东师范大学;2006年
3 马云振;光参量图像放大技术的理论与实验研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
4 苏娟;OPCPA系统中色散的研究[D];四川大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 向望华,戴建明,邢歧荣,张伟力,王清月;低功率泵浦Ti:Al_2O_3自锁模激光器[J];光学学报;1994年01期
5 刘建华,祁长鸿,邓佩珍,干福熹;Ti:Al_2O_3晶体紫外及可见光谱的浓度效应研究[J];光学学报;1995年01期
6 杨晓东,徐冰,李传东,林礼煌,徐至展;Ti~3+离子浓度对掺钛蓝宝石激光器输出特性的影响[J];光学学报;1995年03期
7 赵永华,刘玉璞,张影华;自锁模掺钛宝石激光器的泵浦研究[J];光学学报;1995年04期
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9 王军民,李瑞宁,谢常德,彭堃墀;连续钛宝石激光器最佳输出透射率的测量[J];光学学报;1995年11期
10 叶彤,崔岩,侯建敏,陈耀东,于振宝,唐崇钦,王水才,匡廷云,侯洵;高等植物光系统Ⅱ反应中心的亚纳秒时间分辨荧光光谱的测量[J];光子学报;1996年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈泳竹;李玉忠;徐文成;;色散平坦渐减光纤产生平坦超宽超连续谱的特性研究[J];物理学报;2008年12期
2 杨建军,毛艳丽,阮双琛,侯洵;37fs、0.94μm钛宝石自锁模激光器的研究[J];光学学报;1999年03期
3 林位株;朱德瑞;曾文生;皮飞鹏;李伟良;丘志仁;黄旭光;;CPM激光器的新进展——18飞秒[J];科学通报;1993年19期
4 王屹山,陈国夫;飞秒掺钛蓝宝石激光脉冲的产生与放大实验研究[J];光学精密工程;1996年05期
5 王志琦;飞秒激光技术的最新进展[J];应用光学;1999年01期
6 杨丽玲;冯国英;杨浩;周国瑞;周昊;隋展;朱启华;;飞秒脉冲在熔石英玻璃中超连续谱产生的研究[J];光谱学与光谱分析;2009年09期
7 宋有建;胡明列;王胭脂;邵建达;晋云霞;柴路;范正修;王清月;;基于国产啁啾镜色散补偿的近10fs钛宝石激光器锁模特性的研究[J];光学学报;2010年11期
8 张树葵,文国庆,周丕璋,满永在,彭翰生,王清月;钛宝石飞秒激光的啁啾脉冲再生放大[J];强激光与粒子束;1996年04期
9 王润轩;光纤GVD和SPM效应所致频率啁啾的匹配[J];贵州师范大学学报(自然科学版);2003年02期
10 熊宝库;单模光纤中GVD和SPM所致的啁啾演变特性[J];河南科学;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张栋栋;徐海峰;金明星;刘福春;丁大军;;飞秒激光场中碘甲烷分子的解离电离竞争过程[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
2 陈高;;采用较长脉宽双色场获得孤立阿秒脉冲[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
3 ;达曼光栅的飞秒测量系列装置通过验收[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(二)[C];2006年
4 李庆;伏再喜;王莉;徐丽;吕良宏;张先燚;季学韩;崔执凤;;固体样品的飞秒双脉冲激光诱导击穿光谱研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 谷渝秋;焦春晔;周维民;陈豪;王光昶;温天舒;葛芳芳;刘红杰;黄文忠;尤永禄;何颖玲;温贤伦;;飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的测量[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
6 余文娟;任秋实;王成;;飞秒激光眼屈光手术[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
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8 赵全忠;林耿;邱建荣;;飞秒激光诱导透明材料折射率变化进展(英文)[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 周斌;孙骐;徐翔;徐超;沈军;吴广明;唐伟星;倪星元;贾天卿;;石英和有机衬底上飞秒激光微加工引入微结构的工艺研究[A];第八届全国核靶技术学术交流会论文摘要集[C];2004年
10 郭焱;夏守之;;高阶非线性效应对时空不稳定性的影响[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄基尧;高新区:“老九”当家 “飞秒”速度[N];东莞日报;2009年
2 本报记者 张永超;飞秒激光刀『飞』入中国内地[N];医药经济报;2005年
3 本报记者 汪玮玮;飞秒光电从创意到财富的飞跃[N];中国知识产权报;2006年
4 张科;德研制老花眼飞秒激光治疗设备[N];中国医药报;2009年
5 通讯员  卢敬叁 记者  李凝;光学频率可以精确测量[N];科技日报;2006年
6 《中国物理学报》 供稿;飞秒激光测量纳米尺度超快物理过程[N];大众科技报;2007年
7 本报记者 吴德强;制造闪电 击落飞机[N];北京科技报;2004年
8 本报记者 蒋秀娟;飞秒激光术能否带来安全“新视界”?[N];科技日报;2009年
9 记者 毛黎;科学家以飞秒速度“捕捉”分子运动[N];科技日报;2006年
10 李学华;飞秒级超短脉冲激光束整形技术获突破[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊杰;色散管理波分复用系统中交叉相位调制的研究[D];西南交通大学;2005年
2 毕洁;飞秒激光诱导偏硼酸钡晶体产生圆锥辐射的特性研究[D];华中科技大学;2011年
3 王专;克尔透镜锁模飞秒钛宝石激光器前沿技术的研究[D];天津大学;2005年
4 王华;光孤子的长距离稳定传输及三角形光脉冲的研究[D];南开大学;2010年
5 楚晓亮;大能量高功率啁啾脉冲传输特性研究[D];四川大学;2005年
6 卢华东;连续单频可调谐钛宝石激光器及其强度噪声特性的研究[D];山西大学;2011年
7 吴建伟;SOI波导中的超快非线性光学及应用[D];华中科技大学;2008年
8 李凤琴;全固态可调谐单频461nm钛宝石激光器的研究[D];山西大学;2012年
9 白晋涛;全固态多波长飞秒激光产生的理论与实验研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2001年
10 李源;光波的时空二元性在高速光纤传输系统中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄圣鸿;掺钛蓝宝石飞秒激光放大系统的理论与实验研究[D];西北大学;2002年
2 赵玲慧;飞秒钛宝石激光放大系统的研究[D];西北大学;2001年
3 于云龙;基于钛宝石自锁模飞秒激光器的啁啾脉冲放大系统的理论和实验研究[D];西北大学;2004年
4 陈辉;超短脉冲放大系统啁啾脉冲传输特性研究[D];四川大学;2005年
5 张巧芬;光纤中自相似脉冲的特性研究[D];华南师范大学;2007年
6 王雷;飞秒光纤放大器的实验研究[D];天津大学;2010年
7 贺晓旭;掺钛蓝宝石飞秒激光器脉冲放大技术的研究[D];西北大学;2001年
8 童玉琪;基于分子排列的飞秒光丝及太赫兹产生控制研究[D];华东师范大学;2011年
9 穆参军;基于自锁模飞秒Ti:Sapphire振荡器的啁啾脉冲激光放大系统研究[D];西北大学;2002年
10 于丙涛;非线性光纤环形镜的皮秒及飞秒脉冲开关特性研究[D];华南师范大学;2004年
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