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《中国工程物理研究院》 2005年
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光参量啁啾脉冲放大的增益稳定性研究

曾小明  
【摘要】:本论文对光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)输出的增益稳定性问题及其相关技术进行了深入研究,主要内容如下: 1.综述了超短超强脉冲激光技术的进展,比较了钛宝石、钕玻璃啁啾脉冲放大(CPA)系统和OPCPA系统的各自特点。 2.建立了用于OPCPA的理论计算模型,分析了OPCPA中的相位匹配理论,总结了BBO、LBO和KDP晶体光参量放大的增益特性。 3.完成了光参量放大增益输出稳定性的理论分析和模拟计算,得出通过优化泵浦光和信号光强度,选择合适的晶体及晶体长度,使光参量放大工作在深度增益饱和状态,可以在很大程度上改善光参量放大输出稳定性的重要结论。 4.提出和优化设计了多种改善OPCPA输出稳定性的方法:首先,提出利用周期极化晶体来实现前级光参量饱和放大,理论分析可以获得10~5以上的饱和放大增益和大于20%的能量转换效率;其次,针对光参量放大技术中泵浦光和信号光同步抖动将严重影响光参量放大的增益输出稳定性,设计了两种可能实现零延时同步的方法;最后,针对泵浦光强度不稳定也是影响参量放大增益稳定性的一个主要因素,设计了一种利用参量放大技术整型泵浦光的新方法,并利用该技术结合SILEX-1装置前端进行了优化设计,模拟计算表明信号光经光参量放大后输出脉冲峰值抖动可控制在3%范围内。 5.设计了基于超连续谱注入产生及放大1053nm宽带飞秒脉冲光的光参量放大实验方案,该技术不仅克服了1053nm在前端小能量放大时的增益窄化现象,而且可以提供极高飞秒量级的脉冲对比度,实现了宽带800nm波长激光和宽带1053nm波长激光的零时间同步;在实验中利用超连续谱注入提高了光参量放大的能量转换效率,特别重要的是利用超连续谱注入改善了信号光的发散角和能量输出稳定性,利用两块LN晶体,获得了中心波长1053nm、最大光谱带宽65nm、最大能量4.6mJ、转换效率接近15%和能量稳定性为1.19%(RMS)的实验结果。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN722

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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 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
2 杨华;中红外飞秒光参量放大技术研究[D];复旦大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 桑梅,薛挺,于建,倪文俊,于云翔,李世忱;周期极化KTP晶体光参量振荡特性研究[J];光子学报;2003年11期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 陈宇晓;杨谟华;唐丹;尹显东;;高速瞬态脉冲“缓冲减速”原理和模型[J];半导体技术;2006年10期
3 张克从,姚文生,常新安,臧和贵,肖卫强,江少林,王希敏;双掺KTP型系列晶体生长及其光谱特性[J];北京工业大学学报;2000年02期
4 甘新基;郭劲;王兵;付有余;;1.06μm激光在对流层传输中的衰减预测[J];长春理工大学学报;2006年02期
5 李永亮;韩昆烨;邢宇;曾佑洪;姚建波;范志霞;;图像法描述强激光远场空域分布的实验研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年03期
6 徐钦华,陈林丽,周湖云,雷新荣,陆琦;钨青铜(TB)型晶体材料的分子设计及其新进展[J];材料导报;2003年01期
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10 李炜,李网生,徐功潜,熊吉,周建春;一种新型能源组件的研制[J];电子工程师;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 张熠;朱世富;赵北君;何知宇;陈宝军;杜文娟;;砷锗镉多晶X射线衍射分析[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
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5 张来明;李殿军;郭劲;;高功率大口径激光束无畸变衰减压缩系统[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
6 郑国鑫;赵学庆;易爱平;华恒祺;刘晶儒;;光栅自准直谐振腔及其双程放大光路的准直[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
7 向汝建;田英华;季云松;雒仲祥;;小波变换在二维图像背景处理中的应用[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
8 田小强;周文超;彭勇;解平;胡晓阳;;光束质量测试系统标定技术[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
9 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
10 应娉;黄强;丁世鹏;马再如;陈建国;曾小明;朱启华;冯国英;;采用OPCPA提高飞秒激光信噪比[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪成;高压电场对玻璃的结构与性能影响[D];武汉理工大学;2010年
2 张震;可见光CCD的激光致眩现象与机理研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 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
4 黄海涛;基于抗灰迹KTP晶体的单一及复合非线性频率转换研究[D];山东大学;2011年
5 赵金花;离子注入光学晶体波导结构的特性研究[D];山东大学;2011年
6 颜涛;高品质铌酸锂、钽酸锂晶体的生长、结构与性质研究[D];山东大学;2011年
7 谭杨;光学晶体波导中的激光和非线性效应[D];山东大学;2011年
8 华志励;大气湍流背景下合成孔径激光雷达成像算法研究[D];中国海洋大学;2010年
9 詹伟达;大功率、高速率电光调制技术研究[D];长春理工大学;2011年
10 刘长海;全息模式波前传感技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王春华;Yb:YAG薄片内腔倍频技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 安业勋;可调谐掺钛蓝宝石脉冲激光器实验系统的研究[D];长春理工大学;2010年
3 张韧剑;端泵Nd:YVO_4主被动双调Q激光器实验研究[D];西北大学;2011年
4 段刘华;靶面温度场反演激光束时空分布研究[D];暨南大学;2011年
5 张静;二羟基苯甲酸硼酸酯的合成、表征及晶体结构[D];陕西师范大学;2011年
6 陈伟;热光可调非晶硅薄膜滤波器结构及薄膜光学特性研究[D];电子科技大学;2011年
7 张立新;钙钛矿稀土锰氧化物的复阻抗谱分析[D];烟台大学;2011年
8 王翔峰;大口径OPCPA系统的理论分析与设计[D];中国工程物理研究院;2011年
9 于红艳;气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研究[D];山东大学;2011年
10 曾佑洪;多波长激光器的研制[D];长春理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 徐至展,杨晓东,冷雨欣,陆海鹤,林礼煌,张正泉,李儒新,张文琦,印定军,金石琦,彭家晖,唐斌,赵保真;High-power output from a compact OPCPA laser system[J];Chinese Optics Letters;2003年01期
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10 杨华;钱列加;朱鹤元;傅喜泉;范滇元;;二阶非线性飞秒激光技术的研究[J];激光与光电子学进展;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 章礼富;高功率宽频带激光脉冲自聚焦效应的实验研究[D];湖南大学;2010年
2 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
3 李晶;高功率大模场光纤的光传输放大特性研究[D];中国工程物理研究院;2011年
4 邓杨保;Kerr介质中宽带激光脉冲时空演化研究和测量[D];湖南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 康正明;宽谱激光在非线性介质中的传输特性研究[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 桑梅,于建,倪文俊,薛挺,李世忱,胡永岚,黄朝恩,师瑞泽;周期极化KTP晶体532nm倍频连续绿光输出[J];光电子·激光;2003年06期
2 徐冰,林礼煌,欧阳斌,李庆国,王润文;增益开关型Ti~(3+):Al_2O_3对激光器的时间特性研究[J];光学学报;1993年05期
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8 刘红军,陈国夫,赵卫,王屹山;三波混频光参量放大器中带宽的研究[J];中国激光;2002年08期
9 张靖,马红亮,罗玉,陶桦,张宽收,彭堃墀;准相位匹配的KTP晶体获得高效外腔谐振倍频绿光[J];中国激光;2002年12期
10 彭翰生;高功率超短脉冲激光与新奇物理现象[J];强激光与粒子束;2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1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
【相似文献】
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2 赵尚弘,王屹山,陈国夫,王贤华,侯洵;飞秒激光啁啾脉冲放大中脉冲展宽技术研究[J];光子学报;1997年03期
3 王清月,张伟力,王勇,柴路,邢岐荣;飞秒激光啁啾脉冲放大过程中的放大自发辐射及其抑制[J];中国科学A辑;2000年05期
4 朱鹏飞,钱列加,薛绍林,林尊琪;基于“神光-Ⅱ”装置的飞秒拍瓦级光学参量啁啾脉冲放大的特性分析与系统设计[J];物理学报;2003年03期
5 罗山 ,晓晨;日本建造用于快点火研究的100TW啁啾脉冲放大Nd∶玻璃激光器[J];激光与光电子学进展;2002年12期
6 徐至展,韩申生,李传东,杨晓东,徐冰,王益民,张文琦,LucVigroux,FredericSaviot,周建平;输出2TW/45fs的掺钛蓝宝石超短脉冲强激光系统[J];中国科学A辑;1997年07期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 傅喜泉;雷大军;李瑛;文双春;;非均匀加宽放大介质中宽带啁啾脉冲的放大[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
6 陈盛华;张志刚;邢岐荣;王清月;;采用液晶空间光调制器抑制啁啾脉冲放大中的光谱窄化效应[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年
7 黄小军;魏晓峰;彭翰生;王晓东;袁晓东;周凯南;郭仪;曾小明;林东晖;刘兰琴;张小民;;20TW超短脉冲激光装置的研制[A];第七届全国激光科学技术青年学术交流会专辑[C];2003年
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9 耿蕊;陆玉春;刘楚;张帆;王春灿;简水生;;自适应脉冲整形对啁啾脉冲放大系统的影响[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
10 王兆华;魏志义;令维军;王鹏;朱江峰;高存孝;张杰;;啁啾脉冲放大百TW级超强激光的设计与实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 丁广雷;超短脉冲光纤激光器和放大器的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
2 马晶;高重复率啁啾脉冲放大系统及飞秒光参量放大系统的研究[D];天津大学;2005年
3 陈盛华;飞秒激光脉冲整形与测量技术研究[D];天津大学;2007年
4 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
5 刘红军;光学参量啁啾脉冲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);2002年
6 王逍;基于啁啾反转和拼接光栅的激光脉冲高效压缩技术研究[D];中国工程物理研究院;2013年
7 耿蕊;自适应超短脉冲放大技术与激光二极管线阵整形耦合技术研究[D];北京交通大学;2010年
8 任红艳;光参量放大器件中泵浦激光位相的影响与控制研究[D];复旦大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 熊红军;超短激光脉冲压缩与展宽的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
3 孙振红;飞秒啁啾脉冲放大系统色散补偿研究[D];天津大学;2005年
4 梁敏;超快强激光系统若干关键技术研究[D];华东师范大学;2005年
5 雷大军;光纤放大器中宽频带激光脉冲放大研究[D];湖南大学;2006年
6 赵鑫;掺镱光纤超短脉冲压缩与放大的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
7 曹士英;低重复频率啁啾脉冲放大系统的研究[D];天津大学;2004年
8 蔺玉珂;宽带啁啾脉冲放大研究[D];西南交通大学;2007年
9 彭堂超;自由电子激光放大啁啾脉冲的数值模拟[D];中国工程物理研究院;2008年
10 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
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