偏离布儒斯特角情况下四棱镜组二阶、三阶色散的解析表示

1984年FOrk等人提出的四棱镜组可以产生正负可调的群速色散，用来补偿自相位调制所产生的惆嗽，使得它在超短脉冲振荡器和放大器中均得到十分广泛的应用．现在自锁模掺钛蓝宝石激光器中，用石英棱镜组和啁啾镜联合进行色散补偿，已获得6．5fs的光脉冲．最近又有压缩至4．6fs的报导．随着脉冲宽度的进一步减小，不光要补偿二阶色故，还必须补偿三阶及更高阶色散．为了获得短于10fs的光脉冲，在自锁模固体激光器中，人们采用短的激光晶体并用石英棱镜代替玻璃棱镜进行色散补偿以减小三阶色散，利用棱镜对和啁啾镜联合来进行高阶色散补偿．目…     

超短脉冲高功率激光及其应用

1．前言可见光的1个周期约2fs，迄今已获得的最短脉冲为6fs，这样的脉宽可看成1个周期的量级。为了获得比此更短的脉冲，不得不利用与中心波长同量级带宽的可见光，或者短波长光。直到数年前为止，染料激光是产生超短脉冲的主流，对撞脉冲锁模把脉宽推进到很短的水平。由振荡器单独产生的脉定最短已达27fs，在腔外用光纤脉冲压缩器已获得6fs的脉冲。最近流行的话题是以钛宝石为代表的固体激光器，利用光克尔效应进行自锁模，由振荡器单独产生的脉宽为8．3fs。可以认为，由于共振腔内进行适当的色散补偿而形成一种孤子，激光输出非‘常稳定。…     

亚5fs强激光脉冲的掺钛宝石激光器

随着激光技术的最新发展，钛宝石激光系统产生了极强的超短光脉冲。目前，光谱展宽和超宽带色散的新技术，可将脉冲压缩到低于5fs，并具有几千兆瓦的峰值功率。这些是迄今为止获得的最短高功率脉冲。它们开启了在光波周期的时间范畴内控制不受到扰动的光与物质相互作用的研究途径，并且可能应用在“水窗”（wate－window）中产生相干X光以及产生阿秒软X光脉冲。自激光锁模技术发明以来，超短光脉冲技术一直是人们不断研究的课题，最终于80年代中期，在620urn波长取得了三个光波周期的6fs脉冲。这种从未有过的窄脉宽是通过压缩复杂染料激光…     

啁啾镜与棱镜对混合色散补偿产生8 fs光脉冲

利用宽带啁啾镜（CM）与熔石英棱镜对结合优化色散补偿，从掺Ti蓝宝石振荡器中获得具有带宽大于100nm、光谱结构光滑的亚4个光学周期脉冲。该激光器输出脉冲的中心波长在780nm处，最短脉冲宽度为8fs，最宽的光谱半宽度为180nm。在3．5W泵浦下，输出功率为280mW。更重要的是该激光器能够稳定地运转在“马鞍型”的光谱状态，这对于作为啁啾脉冲放大器种子激光源，克服放大过程的“增益窄化”效应有实际意义。     

亚5 fs强激光脉冲的掺钛宝石激光器

随着激光技术的最新发展,钛宝石激光系统产生了极强的超短光脉冲.目前,光谱展宽和超宽带色散的新技术,可将脉冲压缩到低于5fs,并具有几千兆瓦的峰值功率.这些是迄今为止获得的最短高功率脉冲.它们开启了在光波周期的时间范畴内控制不受到扰动的光与物质相互作用的研究途径,并且可能应用在"水窗"(water-window)中产生相干X光以及产生阿秒软X光脉冲.     

功率4.1 W，脉宽48 fs，重复频率74 MHz的掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器

基于克尔透镜锁模机制，实现了掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器的高平均功率和短脉宽输出。使用功率为16 W、波长为532 nm的连续光进行泵浦，使用高折射率的棱镜对进行色散补偿，同时使用狭缝辅助锁模，实验获得了平均输出功率为4.1 W、脉冲宽度为48 fs、重复频率为74.15 MHz的飞秒脉冲。相比当前同类型激光器参数（20 W泵浦光下输出功率为4 W，脉宽为130 fs，重复频率为76 MHz的飞秒激光），功率提升了2.5%，光-光转换效率提高了28%，脉宽缩短了63%，峰值功率提升了2.8倍。     

自启动飞秒钛宝石激光器空间色散的补偿

对于棱镜对补偿色散,半导体可饱和吸收反射镜(SESAM)启动锁模的振荡级,用反转镜将从输出镜输出的光折进腔内,有效地利用腔内棱镜对补偿了棱镜对臂输出产生的空间色散,获得了高质量的光斑模式,输出光谱宽度为51nm,脉冲宽度为26．7fs。     

飞秒激光产生与放大技术

介绍了飞秒激光的发展和相关的应用。重点讨论了产生飞秒激光脉冲的几种方法;激光脉冲色散的物理机制及补偿方法;获得变换极限脉冲的条件等。还介绍了超短超强激光脉冲的放大与压缩技术,获得高功率窄脉冲的基本条件和啁啾脉冲放大原理;详细地讨论了基于非线性效应实现高信噪比、宽光谱、高效率脉冲放大的光参量啁啾脉冲放大技术,在飞秒激光脉冲放大中的应用和发展前景。最后还阐述了阿秒光脉冲产生与测量的新技术。     

利用快速相位反馈控制输出变换极限飞秒激光脉冲

报道了利用简化的频率分辨光学开关法快速测量飞秒激光脉冲,并形成反馈,控制液晶空间光调制器,补偿非线性光纤飞秒激光放大器输出脉冲的啁啾,获得了脉冲宽度74 fs的变换极限脉冲。     

利用量子阱DFB激光器产生重复频率为5GHz超短光脉冲

本文介绍利用国产量子阱半导体分布反馈（DFB）激光器的增益开关效应，产生重复频率为5GHz、1．55μm的超短光脉冲，经正常色散光纤（色散参数D＜0）补偿消啁啾，获得了近变换极限的光脉冲，并成功地进行了31公里的光孤子传输．     

2.4 μm波段全正色散飞秒克尔透镜锁模激光器（特邀）

2 μm波段的飞秒激光光源在高分辨分子光谱学、中红外光学频率梳产生和超宽光谱的中红外光源产生等方面都具有重要的应用价值。Cr: ZnS/ZnSe具有很宽的发射峰,使其成为该波段产生宽光谱短脉冲中红外飞秒激光的重要材料。全正色散锁模的飞秒激光由于更容易实现较短的脉冲宽度与较高的峰值功率而受到青睐。文中在Cr: ZnS上实现全正色散条件下的克尔透镜锁模运转。在5.1 W的泵浦功率下实现波长覆盖范围2.0~2.7 μm,平均功率660 mW,脉冲宽度37 fs的稳定锁模脉冲输出,这是首次在Cr: ZnS中实现全正色散锁模运转的固体激光器。Cr:ZnS 全正色散锁模的飞秒激光器在高分辨分子光谱学、宽光谱中红外光光源产生等方面具有广阔的应用前景。     

基于铌酸锂调制器的超短光脉冲源的研究

提出了一种基于商用化的铌酸锂调制器产生超短光脉冲的方法.直流光依次经过相位调制器和强度调制器调制,利用色散补偿光纤(DCF)和梳状色散光纤链(CDPF)对调制产生的光脉冲分别进行啁啾补偿、非线性压缩.压缩后的光脉冲注入高非线性光纤(HNLF),利用其自相位调制效应(SPM)展开脉冲光谱后滤波,可以有效地消除光脉冲的基座,实现光脉冲的整形.获得了10GHz的1.8ps无基座近变换极限光脉冲.     

主动锁模掺钛蓝宝石激光器

引言1987年开始对掺钛蓝宝石激光主动锁模的研究”－’‘至今并未丧失其迫切性，这是由于该激光器可调谐其辐射波长。曾研究它的脉冲宽度与腔内元件参数及辐射波长的关系＊‘。在没有色散元件的主动锁模激光器中得到的最小脉宽为150fs［‘j。在具有色散调谐元件的激光器中，上述文献中得到的脉宽等于1～8O0PS。同时尚不知道脉冲形状（一般认为是高斯形）、脉冲稳定度和实现范围与激光控制参数的重要实验关系。实验结果与通常采用的Kujzenga－Siegman模型［’］的Lll较仅在文献〔3，sj中列出，表明最短脉宽与上述模型不同，与光谱宽度有关…     

负色散镜的设计、制备及在掺钛蓝宝石激光谐振腔内的使用

根据钛宝石激光器的要求设计了性能优良的两种负色散镜(NDM1和NDM2)。NDM1同时引入啁啾效应和G-T效应产生大的群延迟色散量以减少光在负色散镜上的反射次数。NDM2仅引入G-T效应产生较小的群延迟色散以补偿腔内自相位调制带来的部分啁啾。选用离子束溅射法制备了这两种负色散镜。用分光光度计测试了它们的透射率。结果表明,所制备的负色散镜的性能与设计性能非常接近。使用这两种负色散镜进行掺钛蓝宝石激光谐振腔内色散补偿实现了飞秒脉冲锁模,获得了15 fs的超短脉冲。     

1 015~1 046 nm可调谐飞秒掺镱光纤激光器

近年来,超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点,被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器,实现了对激光波长、腔内色散和光谱宽度的灵活调节。该激光器能输出稳定的锁模脉冲,对应的基本重复频率为19.41 MHz。在+ 0.0127 ps2色散时中心波长1015~1037 nm可调;在+0.007 ps2色散时中心波长1015~1045 nm可调以及在?0.0127 ps2色散时中心波长1020~1046 nm可调。同时,当净腔色散从反常色散到近零色散变化时,光谱带宽可从1.40 nm调到19.38 nm,对应的压缩后脉冲宽度可从1.03 ps调至175.9 fs。该方案具备连续调整激光器状态的能力,有望用于高功率大能量飞秒激光前端,可以满足对激光器有多种谱宽及波长的应用需求。     

基于光谱控制与色散优化的飞秒啁啾脉冲放大系统

飞秒激光在工业加工、精密测量、军事国防、科学研究等领域具有广阔的应用前景。报道了基于光谱控制与色散优化的高功率、高脉冲质量飞秒啁啾脉冲放大系统。利用与压缩器色散量相匹配的色散可调啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)作为展宽器,通过微调CFBG色散量补偿系统的残余色散使整个系统的净色散趋于零;同时引入光谱滤波等手段,保证入射到主放大器之前的脉冲光谱形状不发生畸变,避免了放大过程中脉冲质量的劣化。最终获得了重复频率为50 MHz、平均功率为24 W、脉冲宽度为198 fs的高脉冲质量飞秒激光输出。     

重复频率100 MHz脉冲宽度39 fs的掺铒光纤激光器

提出一种在非高重复频率下获得窄脉宽脉冲输出的呼吸孤子掺铒光纤激光器设计方案。通过缩短腔内具有大色散系数的正负色散光纤的长度来保证腔内脉冲有较大的呼吸比,通过引入零色散光纤来降低激光器的重复频率。采用波分复用器及隔离器集于一体的光纤混合器,并以前向抽运方式来降低腔内脉冲能量的损耗,并且通过优化腔内负色散光纤的分布来确定输出端的位置。基于此,构建出重复频率为100 MHz的呼吸孤子掺铒光纤激光器,其输出光谱宽度为112 nm,直接输出脉冲宽度为68 fs,色散补偿后的输出脉冲宽度为39 fs,当抽运功率为900 mW时输出脉冲的平均功率为94.5 mW。     

基于全固光子带隙光纤中自频移孤子的相干合成产生少周期飞秒激光脉冲

报道了一种基于同一台光纤飞秒激光器的双路飞秒激光相干合成技术,获得脉宽只有4个光学周期(14 fs)的少周期飞秒脉冲。通过数值模拟证明了基于自频移孤子的相干合成为拓宽光谱、窄化脉冲提供了一个很好的方法,是获得少周期飞秒脉冲的可行方案。实验中,一台掺镱光纤飞秒放大系统输出脉宽为62 fs,中心波长为1040 nm的近变换极限脉冲,该脉冲分束后,一束作为基态孤子,另一束耦合到全固光子带隙光纤中产生自频移孤子,通过调整入射脉冲功率等参数获得了中心波长为1150 nm,脉宽为55 fs的近变换极限自频移孤子。将基态孤子与该自频移孤子相干合成,得到了脉宽仅4个光学周期(14 fs)的激光脉冲。     

拍瓦级光参量啁啾脉冲放大系统中光参量相位演化研究

在基于光参量啁啾脉冲放大的拍瓦级超短超强飞秒激光装置中,光参量相位是阻碍脉冲时域压缩的关键因素。对中国工程物理研究院的数拍瓦全光参量啁啾脉冲放大装置（SILEX-II）的光参量相位演化进行了详细研究。研究结果表明,通过光参量放大过程累积的群延迟色散高达532 fs2,三阶色散高达5782 fs3,在未补偿光参量相位的情况下,压缩脉冲的时域峰值强度仅为傅里叶变换极限脉冲的43%。通过调节压缩器光栅间距,补偿了光参量相位的群延迟色散,将压缩脉冲的时域峰值强度增加至傅里叶变换极限脉冲的94%。研究结果为SILEX-II激光装置的脉冲时域压缩提供了有效指导,同时也为未来基于全光参量啁啾脉冲放大技术的10～100 PW高峰值功率激光器的设计提供了依据。     

载波包络相位稳定的6 fs超快强激光脉冲及其在高次谐波产生中的应用

脉冲宽度40 fs,功率1.1 W的载波包络相位(CEP)稳定的飞秒激光脉冲在充氩气的空芯光纤内由于自相位调制频谱展宽,通过啁啾镜和斜劈补偿色散,最终可获得脉冲宽度为6 fs的载波包络相位稳定的强激光脉冲.将之应用到高次谐波实验中得到了脉冲宽度为500 as的单个阿秒脉冲.