湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 长沙 410082
基于子脉冲交叉相位调制的非线性相互作用, 利用耦合非线性传输模型, 对堆积脉冲的非线性传输和峰均比进行了研究.研究发现, 当堆积脉冲的子脉冲间存在重叠时, 在传输过程中时间相干会导致子脉冲间发生相互作用从而改变其脉冲质量.在不同的子脉冲延迟情况下, 堆积脉冲的强度和峰均比随传输距离的变化而改变, 且变化幅度均随子脉冲延迟的增大而减小.对于高斯型堆积脉冲, 当归一化子脉冲延迟大约为3时其在非线性传输过程中保持脉冲形状基本不变；而对于超高斯型的堆积脉冲, 归一化子脉冲延迟则约为2.2.
非线性传输 堆积脉冲 啁啾脉冲 峰均比 脉冲相互作用 交叉相位调制 惯性约束聚变 Nonlinear propagation Stacked pulses Chirped pulses Peak-to-average power ratio Pulses interaction Cross-phase modulation Inertial confinement fusion
1 三峡大学 理学院 新能源研究院， 湖北 宜昌 443002
2 四川大学 电子信息学院， 成都 610064
3 中国科学院 西安光学精密机械研究所， 西安 710119
提出了一种通过扫描滤波来提高啁啾脉冲对比度的方法，并分析了该方法的原理。与传统的非线性滤波技术不同，扫描滤波方法消除预脉冲时，选通原理是基于光的频率而不是强度。以电光双折射扫描滤波器为例，说明了扫描滤波法的具体应用。通过数值模拟及实验研究，发现电光双折射扫描滤波法可以有效地消除主脉冲以前几百ps的预脉冲，并且主脉冲同时还能保证较高的透过率。
扫描滤波 对比度 啁啾脉冲 预脉冲 电光效应 scanning filter contrast chirped pulses prepulse electro-optic effect
衡阳师范学院 物理与电子信息科学系, 湖南 衡阳 421008
为避免啁啾脉冲堆积宽带激光的空间调制对光学元件的损坏, 数值研究了其非线性传输过程中时域调制对光束空间调制产生与增长的影响。结果表明：光束未叠加空间调制时, 若B积分在实际工作范围内, 堆积子脉冲间干涉引入时间调制外, 叠加与未叠加时间调制, 正反常色散情况下光束空间上均不会产生调制, 因而也没有调制增长, 然而, 当B积分进一步增加时, 光束空间将产生调制, 并能快速增长；当光束引入空间调制后, 在反常色散情况下, 与时间未额外叠加调制相比, 时间额外叠加调制时空间调制增长速度明显加快, 而在正常色散时, 额外添加时间调制与不添加调制, 空间调制增长的差别很小。
非线性传输 啁啾脉冲 宽带激光 时空调制 nonlinear propagation chirped pulses broad-band lasers temporal-spatial modulation
1 湖南大学 物理与微电子科学学院, 长沙 410082
2 湖南大学 计算机与通信学院, 微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 长沙 410082
3 衡阳师范学院 物理与电子信息科学系, 湖南 衡阳 421008
为避免时域调制增长形成的高强度时间尖峰对光学元件的损坏,数值研究了啁啾堆积脉冲宽带激光非线性传输的时域调制增长规律。结果表明:对于正常色散介质, 子脉冲间干涉引入的时间调制与外加调制随着传输距离的增加, 不断振荡减弱; 相反, 对于反常色散介质, 无外加时间噪声时, 堆积子脉冲间的相互干涉引入的时间调制有微弱增长, 但当传输距离进一步增加时, 子脉冲间干涉引入的调制可以获得快速增长; 而当外加非线性最快增长时间调制时, 时间调制发生迅速增长,具有破坏威胁的时间尖峰易于形成。
啁啾脉冲 宽带激光 非线性传输 时域调制 chirped pulses broad-band lasers nonlinear propagation temporal modulation
衡阳师范学院物理与电子信息科学系, 湖南 衡阳 410082
理论研究了啁啾堆积脉冲宽带激光时间与频谱特性与子脉冲参量的关系.结果表明，变换极限子脉冲堆积所得的脉冲平滑，频率啁啾型与时间啁啾型子脉冲堆积所得脉冲出现时间调制，平滑性变差，从频谱上看，前者出现单一谱线，而后者可看到多条谱线；随着子脉冲间延迟的增加，堆积脉冲由脉冲间干涉引起的时间调制增多，但幅度减弱，而频谱的谱线数量增加.所得结果可为适当地选择堆积脉冲参量以获得所需的时间与频谱形状的宽带激光提供参考.
啁啾脉冲 宽带激光 频谱特性 时间调制 Chirped pulses Broad-band laser Characteristics of temporal frequency spectrum Temporal modulations
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
采用啁啾脉冲堆积的方法获得纳秒级宽带整形激光脉冲, 是目前用于惯性约束聚变(ICF)的激光装置前端系统拟采用的技术路线。但这种堆积啁啾脉冲在时间上由于相干而存在时间调制, 同时也将导致光谱存在调制。此外, 堆积啁啾脉冲的峰值强度也随延迟时间等因素的变化而有所不同。通过数值模拟, 分析了时间调制、光谱调制以及强度的演化规律。研究结果表明, 时间调制与基元脉冲的展宽量及相邻脉冲之间的延迟时间有关, 光谱调制只与相邻脉冲之间的延迟时间有关, 而强度的演化则与相位因子的余弦函数演化具有一定的相似性。
激光光学 宽带激光 堆积啁啾脉冲 时间调制 光谱调制 强度因子
中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
合成孔径激光成像雷达理论上可在几千千米处获得厘米量级的分辨率，在距离向和方位向分别通过对线性调频信号和相位历史的脉冲压缩得到理想的分辨率。受可调谐激光器本身性能限制，实际应用中并不能得到理想的线性调频信号，需要在成像算法中对非线性啁啾引起的相位误差进行补偿。通过介绍近年来国外的合成孔径激光成像雷达实验，重点分析了非线性啁啾的补偿方法，对比和讨论了已有方案，最后对非线性啁啾补偿方法进行了总结和展望。
激光技术 合成孔径激光成像雷达 线性调频信号 非线性 分辨率
1 电子科技大学光电信息学院宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室, 四川 成都 610054
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过数值求解广义非线性薛定谔方程,分析了32路线性啁啾高斯脉冲堆积后的整形脉冲在单模光纤中的传输特性。结果表明经50 m单模光纤传输后脉冲的脉宽和包络形状基本不变; 非线性效应中的自相位调制和脉冲内Raman散射对脉冲频域特性影响较大,使频谱展宽约40 THz,中心角频率下移约10 THz; 而自陡效应,三阶色散对传输特性影响不大。
堆积啁啾脉冲 自相位调制 Raman频移 自陡效应
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
在设计宽带光学参变啁啾脉冲放大系统时,对色散源进行了理论分析和讨论。对光学参变啁啾脉冲放大系统的色散量以及各个过程中的高阶色散对脉冲时域和频域特性的影响进行了计算。结果表明展宽器引入了非常大的色散,放大器中信号光相位变化产生的色散较大,参量晶体本身引入的色散相对较小可以忽略不计。输出脉冲宽度主要受二阶色散影响,而三阶和四阶色散主要影响脉冲的波形和信噪比,对频域影响很小。
超快光学 光学参变啁啾脉冲放大 快速傅里叶变换 色散
1 中国科学院,西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西西安,710068
2 中国科学院,研究生院,北京,100049
根据?ffner展宽器的原理和设计,进行了光学参量啁啾脉冲放大系统中信号光脉冲展宽的实验研究.通过数值方法,合理地选择了展宽器光学元件的各项参数,即光栅常数为1 800 (102 mm×102 mm),凹面镜曲率半径为1 000 mm,凸面镜与凹面镜之间的距离为653 mm,信号光入射角为51.05°.实验结果表明,优化后的?ffner展宽器可以将脉宽为30 fs的信号光脉冲展宽到545 ps, 展宽比为18 167,满足OPCPA放大的需要.
光学参量啁啾脉冲放大 飞秒激光 ?ffner展宽器 Optical parametric chirped pulses amplification Femtosecond laser ?ffner stretcher
