Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Laser Plasma, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures, Fudan University, Shanghai 200433, China
3 Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
We propose a spatially chirped quasi-phase-matching (QPM) scheme that enables ultrabroadband second-harmonic-generation (SHG) by using a fan-out QPM grating to frequency-convert a spatially chirped fundamental wave. A “zero-dispersion” 4f system maps the spectral contents of ultrabroadband fundamental onto different spatial coordinates in the Fourier plane, where the fundamental is quasi-monochromatic locally in picosecond duration, fundamentally canceling high-order phase mismatch. A fan-out QPM grating characterized by a linear variation of the poling period along the transverse direction exactly supports the QPM of the spatially chirped beam. We theoretically demonstrate the SHG of an 810-nm, 12.1-fs pulse into a 405-nm, 10.2-fs pulse with a conversion efficiency of 77%.
nonlinear optics second-harmonic generation few-cycle pulse 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011901
Author Affiliations
Abstract
1 Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-electronic Information Science and Technology of Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Georgia Tech Shenzhen Institute (GTSI), Tianjin University, Shenzhen 518067, China
We report an experimental generation of few-cycle pulses at 53 MHz repetition rate. Femtosecond pulses with pulse duration of 181 fs are firstly generated from an optical parametric oscillator (OPO). Then, the pulses are compressed to sub-three-cycle with a hybrid compressor composed of a commercial single-mode fiber and a pair of prisms, taking advantage of the tunability of the OPO and the numerical simulating of the nonlinear compression system. Our compressed optical pulses possess an ultrabroadband spectrum covering over 470 nm bandwidth (at -10 dB), and the output intensity fluctuation of our system is less than 0.8%. These results show that our system can effectively generate few-cycle pulses at a repetition rate of tens of megahertz with excellent long-term stability, which could benefit future possible applications.
nonlinear compression few cycle pulse optical parametric oscillator 
Chinese Optics Letters
2022, 20(5): 051901
作者单位
摘要
1 贵州民族大学 计算机与信息工程学院, 贵阳 550025
2 贵州民族大学 理学院, 贵阳 550025
研究了少周期脉冲串作用下三能级原子中的布居转移和相干布居捕获现象.在非旋波近似的情况下求解了密度矩阵方程.研究结果表明在等时间间隔的锁相脉冲作用下, 系统能级的布居逐步转移并积累, 系统基态相干也逐步积累.在满足脉冲重复频率为基态能级频差的整数分之一倍时, 三能级系统和频率梳中两梳齿频率成分作用形成相干布居捕获现象, 原子暗态布居值达到最大, 介质对脉冲透明.在适当选取少周期脉冲参量的情况下, 在0.5个ns的时间内三能级系统相干性演化到最大后到达稳态, 相干布居捕获发生.与脉宽为100个fs的多周期脉冲相比, 少周期脉冲串在介质中建立相干布居捕获的时间缩短两个数量级.由于频率梳中与三能级系统发生作用的梳频成份有相同的频移, 相干布居捕获的条件双光子共振仍然满足.因而,当两基态能级频率差较大时, 如果选取少周期脉冲载波频率为系统能级1至2和1至3的传输频率之和的一半ω=(ω1+ω2)/2, 室温下原子热运动的引起的多普勒频移并不会破坏相干布居捕获.
相干布居捕获 少周期脉冲 频率梳 量子相干 非旋波近似 Coherent population trapping Few cycle pulse train Frequency comb Quantum coherence Without rotating wave approximation 
光子学报
2013, 42(2): 209
作者单位
摘要
中国科学院 上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
系统研究了利用充惰性气体的250 μm内径的空心光纤(HCF)展宽光谱和啁啾镜补偿色散的高能量周期量级脉冲压缩技术。基于此技术,研究了入射激光脉冲能量和腔内惰性气体气压对于压缩后脉冲宽度和输出能量的影响。将钛宝石激光器输出的脉冲宽度40 fs,单脉冲能量2.7 mJ,重复频率1 kHz,中心波长在800 nm的激光脉冲输入压缩系统,获得了脉冲宽度7 fs,单脉冲能量大于1 mJ,中心波长为750 nm的稳定周期量级激光脉冲。
超快光学 脉冲压缩 空心光纤 周期量级脉冲 
中国激光
2010, 37(8): 1939
作者单位
摘要
北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
对配对啁啾镜传统的优化过程进行了改进,并且尝试了新的多个啁啾镜匹配的方法。理论上实现了在700~1050 nm光谱范围内,两个啁啾镜配对色散总和振荡小于±10 fs2,三个啁啾镜配对色散总和振荡小于±15 fs2。此配对啁啾镜所实现的精确补偿色散,是获得极短光脉冲的基础,可以用于飞秒激光的脉冲压缩。
超快光学 啁啾镜 色散补偿 群延迟 周期量级脉冲 
光学学报
2008, 28(s1): 89
作者单位
摘要
山东大学信息科学与工程学院,山东 济南 250100
飞秒光参量放大技术是一种获得宽带飞秒脉冲的有效手段。首先介绍了飞秒光参量放大技术的基本原理,并通过数值模拟显示了群速度失配及位相失配对信号转换过程的影响。数值计算结果表明:群速度失配及位相失配会导致转换效率下降,群速度失配还会导致脉冲发生畸变。其次,综述了该技术在超短脉冲特别是周期量级脉冲产生方面的研究进展,并介绍了Baltuska等设计的可以产生3.9fs脉冲的非共线光参量放大装置。其中,详细讨论了超连续白光注入源、泵浦光角色散以及晶体选择三方面内容。最后介绍了该技术在高能飞秒脉冲产生方面取得的最新研究进展。
非线性光学 飞秒光参量放大 周期量级脉冲 超连续白光 泵浦光角色散 非共线光参量放大 高能飞秒脉冲 nonlinear optics femtosecond optical parametric amplification few-cycle pulse supercontinuum angular dispersion of pump beam noncollinear optical parametric amplification high-power femtosecond pulse 
量子电子学报
2007, 24(3): 0273

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