啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究

啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究2018年诺贝尔物理学奖被授予“激光物理学领域开创性的发明”，其中一半奖金授予美国贝尔实验室科学家阿瑟·阿什金，因其在“光学镊子及其在生物系统中的应用”领域所做的工作；另一半奖金由法国巴黎综合理工学院科学家热拉尔·穆鲁和加拿大滑铁卢大学科学家唐娜·斯特里克兰共同分享，以表彰他们在“产生高强度、超短光脉冲方法”方面的工作。——啁啾脉冲激光放大（CPA）啁啾脉冲激光放大原理展宽—放大—压缩首先利用展宽器(例如衍射光栅、棱镜等色散器件)在初始脉冲进入增益介质之前将其展宽：脉冲中低频成分走的路径要比高频成分要短(正啁啾)，脉冲在时间上被拉宽，峰值功率得到降低。展宽器的色散量越大，脉冲被拉宽的程度越高，峰值功率降低越多；随后，展宽脉冲进入增益介质进行放大，由于脉冲已被展宽，可以提取更多的能量而不致使增益介质发生损伤；最后，放大脉冲进入压缩器（色散器件），压缩器的色散与展宽器的色散极性相反，此时放大脉冲中的啁啾可被部分或全部补偿，放大脉冲被压缩设定脉宽，脉冲峰值功率便能得到极大的提高。展宽器和压缩器脉冲在放大过程中经历的色散有两部分的贡献，一是光学元件色散，如增益介质和光学玻璃(透射)引入的色散;二是色散元件引入的色散，如光栅、棱镜对引入的色散。正色散——长波部分速度快，渐渐超前，短波部分速度慢，渐渐落后负色散——长波部分落后，短波部分超前。展宽器放大器压缩器展宽后的脉冲在放大过程中获得的是正色散(例如增益介质和镀膜引入的正色散)引入正色散将种子脉冲进行展宽，这样在放大过程中脉宽始终是增加的采用色散元件将展宽器及其它光学元件产生的色散进行补偿，从而实现对脉冲宽度的压缩（负色散）基于衍射光栅的纳秒脉冲展宽器构型基于啁啾布拉格光栅的光纤啁啾脉冲放大系统衍射光栅Proctor－Wise型双棱镜对结构图激光在棱镜间传播的过程中，短波成分经过的空间几何路径较长，而长波部分在棱镜中的光程较长，因此该双棱镜对既可以提供正色散，也可以提供负色散，如果2、3棱镜之间的距离足够长，系统即可提供负色散补偿，通过改变棱镜的插入量即可简单有效地改变色散量。Proctor－Wise型双棱镜对赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30飞秒激光啁啾脉冲放大系统中的色散分析赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30飞秒激光啁啾脉冲放大系统中的色散分析赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30