自啁啾脈沖放大(CPA)和光參量啁啾脈沖放大(OPCPA)方案誕生以來,超短超強激光取得了快速發(fā)展。與采用激光放大的CPA相比,OPCPA采用光參量放大(OPA),在單程增益和增益帶寬方面更具優(yōu)勢�；贠PCPA方案,目前已經(jīng)產(chǎn)生了峰值功率超過拍瓦、脈沖寬度短至光振蕩周期量級的超短超強激光脈沖,在超快科學和強場物理等研究領(lǐng)域具有重要的應用價值。寬帶位相匹配是OPCPA的最核心要素,它要求位相匹配條件相對信號光波長高度不敏感。通常,采用雙折射晶體角度調(diào)諧實現(xiàn)中心波長的位相匹配;采用共線簡并放大(信號與閑頻光的波長相同)方式或非共線放大方式實現(xiàn)信號光與閑頻光之間的群速度匹配(即位相匹配條件相對信號光中心波長的一階微分為零);在某些特定波長還可實現(xiàn)超寬帶的高階色散不敏感位相匹配,這種“magic”位相匹配相對信號光中心波長的二階微分為零,可支持跨倍頻程的超大帶寬參量放大。然而,極寬帶位相匹配條件并不簡單等同于極短脈沖的獲取。原因是寬帶OPCPA不得不容忍一定數(shù)量的位相失配,即便在“magic”位相匹配條件中,也只有信號光中心波長才具有嚴格位相匹配,其它波長成分均有一定程度的位相失配(在寬帶位...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 超短超強激光的發(fā)展歷程
        1.2.1 鎖模
        1.2.2 啁啾脈沖放大(CPA)
        1.2.3 光參量啁啾脈沖放大(OPCPA)
    1.3 超快光參量過程中的非線性光譜位相問題
        1.3.1 光譜位相
        1.3.2 非線性光譜位相
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 超快光參量放大的理論基礎(chǔ)
    2.1 耦合波方程組
        2.1.1 線性傳輸方程
        2.1.2 非線性耦合波方程
    2.2 光參量增益
    2.3 位相匹配方法
        2.3.1 雙折射位相匹配
        2.3.2 準位相匹配(QPM)
    2.4 增益帶寬
        2.4.1 非共線位相匹配
        2.4.2 啁啾準位相匹配
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光參量啁啾脈沖放大中的非線性光譜位相
    3.1 引言
    3.2 窄帶OPA中的級聯(lián)非線性
        3.2.1 小信號解析表達式
        3.2.2 漸進方程
    3.3 OPCPA中非線性光譜位相的產(chǎn)生機理
    3.4 非線性光譜位相的基本特征與補償
        3.4.1 非線性光譜位相的基本特征
        3.4.2 非線性光譜位相的補償
    3.5 本章小結(jié)
第四章 準參量啁啾脈沖放大中的非線性光譜位相
    4.1 引言
    4.2 窄帶QPA中的級聯(lián)非線性
        4.2.1 QPA的基本放大特性
        4.2.2 QPA的級聯(lián)非線性
    4.3 寬帶QPCPA中的非線性光譜位相
    4.4 本章小結(jié)
第五章 非線性光譜位相的應用——超快群速度操控
    5.1 群速度操控的基礎(chǔ)
    5.2 啁啾周期極化鈮酸鋰(CPPLN)晶體中的OPA過程
        5.2.1 基于CPPLN晶體的耦合波方程組
        5.2.2 小信號放大特性
        5.2.3 飽和放大特性
        5.2.4 OPA在 CPPLN晶體中的級聯(lián)非線性
    5.3 共振級聯(lián)非線性與群速度操控
        5.3.1 級聯(lián)非線性的共振
        5.3.2 信號光群延遲
        5.3.3 閑頻光群延遲
        5.3.4 超快群速度操控的保真度
    5.4 和頻產(chǎn)生過程中的群速度操控
        5.4.1 和頻光的群速度操控
        5.4.2 群速度操控的優(yōu)化設計
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
    6.1 主要結(jié)論與創(chuàng)新點
    6.2 論文不足與未來工作展望
參考文獻
攻讀博士學位期間學術(shù)成果
致謝



本文編號：3797666