紫外光梳驅(qū)動(dòng)源的研究

1、個(gè)易找衣冉7 www.yitad _ 論文發(fā)表專家紫外光梳驅(qū)動(dòng)源的研究【摘要】：基于飛秒激光的光學(xué)頻率梳在精密測量和超快科學(xué)的發(fā)展 方面起到了至關(guān)重要的作用。將光學(xué)頻率梳拓展到紫外與極紫外波段, 不僅會(huì)帶來精密光譜學(xué)研究上的革命，而且將開辟各學(xué)科領(lǐng)域中高新 科技發(fā)展的新時(shí)代。前,國際上正在競相開展紫外與極紫外光學(xué)頻 率梳研制的探索研究，本學(xué)位論文的主要工作包括開展了對時(shí)頻域精 密控制的周期量級極端超短紫外光梳驅(qū)動(dòng)源的理論和實(shí)驗(yàn)研究。為獲 得單脈沖能量高且脈沖重復(fù)頻率高的飛秒脈沖,本論文研究在新型飛 秒激光及其放大、同步精密控制方血發(fā)展了一系列新技術(shù)。在飛秒激 光振蕩器的研制方面:在國際上首次實(shí)

2、現(xiàn)了基于yb:gso晶體超短脈 沖的輸出，其脈寬達(dá)到343fs,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了脈寬可調(diào)(l100ps)的超短脈 沖;在放大器的研制方面:基于yb離子雙包層光纖放大技術(shù)，獲得了重 復(fù)頻率高達(dá)100mhz平均輸出功率超過10w的飛秒脈沖放大;在同 步精密控制方面:發(fā)展了不同超短激光同步鎖定的新機(jī)制和創(chuàng)新技術(shù), 基于交叉相位調(diào)制誘導(dǎo)偏振態(tài)偏轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了 yb:gso飛秒激光與 摻餌光纖飛秒激光的精確同步鎖定，激光諧振腔叮容忍的失匹范圍長 達(dá)14mm，比以往所的報(bào)道的最好結(jié)果高兩個(gè)數(shù)量級。特別是，實(shí)驗(yàn)實(shí) 現(xiàn)了飛秒脈沖與皮秒甚至納秒脈沖的高精度同步鎖定,為載波位相穩(wěn) 定的飛秒脈沖的光學(xué)碉啾參量放大提供新途

3、徑。本學(xué)位論文主要成果 可概括如下：1 完成了釆用半導(dǎo)體激光二極管泵浦的基于新型摻館激 光晶體的gm波段小型化超快超短激光振蕩器的研制,其中緊湊型激 光振蕩器的研究涉及了關(guān)鍵單元?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)的研究與發(fā)展，主耍包括:1) 成功地實(shí)現(xiàn)了具有較人能級劈裂的新型摻鏡正硅酸鹽激光晶體 yb:gso的低閾值高效激光輸出;實(shí)現(xiàn)了激光閾值僅為127mw、斜效 率86%的較好實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此斜效率為摻卡意正硅酸鹽品體到目前為止所 獲得的最大值。2)采用具有較大色散量的腔內(nèi)色散元件sf14布儒斯 特棱鏡，成功地獲得了 yb:gso激光品體的光滑、連續(xù)的調(diào)諧曲線，得 到了波長從1009nm到1112nm,帶寬大于97nm的

4、調(diào)諧激光輸出。3) 成功地實(shí)現(xiàn)了采用具有很好的機(jī)械性能的yb:gyso混晶在1083nm7 www.yitad_論文發(fā)表專家波段大功率的連續(xù)激光輸出，這可以應(yīng)用在度量衡學(xué)方面作為he3 和he4內(nèi)部的超精細(xì)躍遷的光泵浦源;實(shí)現(xiàn)了 yb:gyso連續(xù)激光器 的最大輸出功率達(dá)到7.5w,最高斜效率為79%o 4)成功實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng) 用在非線性頻率合成、熒光激發(fā)和醫(yī)用儀器等方面的yb:gyso多波 長激光器，實(shí)現(xiàn)了發(fā)生在1041nm 1043nm,1048nm 1052nm,1056nm1063nm和1080nm1089nm兒個(gè)波段的雙波長、 三波長和四波長激光振蕩。5)成功獲得了斜效率高達(dá)96%的混

5、晶 yb:lyso晶體連續(xù)激光輸出，其連續(xù)調(diào)諧范圍為1014.4nm1091.7nm, 調(diào)諧范圍大于77nmo 6)成功實(shí)現(xiàn)了 yb:gso激光晶體連續(xù)鎖模激光 運(yùn)轉(zhuǎn)，選用棱鏡對激光腔內(nèi)的群速度色散進(jìn)行補(bǔ)償，在國際上首次實(shí)現(xiàn) 了基于yb:gso激光晶體連續(xù)鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)的中心波長為1031nm,脈 沖寬度為343fs的緊湊飛秒激光振蕩器。2.完成了高重復(fù)頻率、短脈 沖種子光放大器的研制,成功解決了提高耦合效率、抑制寄工振蕩等 技術(shù)難題,研究內(nèi)容包括：1)實(shí)現(xiàn)采用摻鐐雙包層光纖連續(xù)放大器的輸 出功率達(dá)12w,斜效率57%o實(shí)現(xiàn)了雙包層光纖飛秒放大器的輸出功 率達(dá)10w，斜效率72%,光-光轉(zhuǎn)換效率

6、為42%o 2)對適合大能量激光系 統(tǒng)放大器的具有較低燒結(jié)溫度的新型摻鐐多晶陶瓷 yb:y_(1.9)la_(0.1)o_3的激光性能進(jìn)行了探索咸功獲得了最大輸出 功率為2.0w的連續(xù)激光輸出，調(diào)諧范圍從1018nm到1086nm,連續(xù)調(diào) 諧范圍寬達(dá)68nm的調(diào)諧激光輸出。并首次實(shí)現(xiàn)了摻館多晶陶瓷 yb:y_(1.9)la_(0.1)o_3的皮秒激光輸出。3成功解決了在紫外光梳驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)中，非共線寬帶opcpa泵浦激光脈沖與信號(hào)光脈沖z間精確同 步的關(guān)鍵難題，發(fā)展了與國際同類研究不同的新方案:將yb:gso飛秒 激光器和摻餌光纖激光器通過交叉相位調(diào)制引入的非線性偏振旋轉(zhuǎn) 效應(yīng)同步在一起，從而激

7、光諧振腔可容忍的失匹范圍長達(dá)14mm,比以 往所的報(bào)道的最好結(jié)果高兩個(gè)數(shù)量級;另外還實(shí)現(xiàn)了 ti:s激光器利用 光纖中傳輸?shù)姆蔷€性偏振旋轉(zhuǎn)和光克爾效應(yīng)同步控制摻鏡鎖模環(huán)形 激光器?！娟P(guān)鍵詞】：超強(qiáng)超短激光ld泵浦全固態(tài)摻y(tǒng)b晶體激光器 吋間同步【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)個(gè)易戰(zhàn)抿再e _ 論文發(fā)表專家【學(xué)位級別l博士【學(xué)位授予年份l 2008【分類號(hào)】:tn248【目錄】：摘要6-8abstract8-13笫一章綜述13-231研究背景 13-181.1.1紫外飛秒光學(xué)頻率梳14-171.1.2兒種放大技術(shù)的比較 17-181.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦摻穗晶體激光器的發(fā)展簡介18-201.3

8、本論文的結(jié)構(gòu)20-23笫二章半導(dǎo)體激光二極管泵浦摻穗晶體連續(xù)激光 運(yùn)轉(zhuǎn)的研究23-472.1半導(dǎo)體激光二極管泵浦的連續(xù)yb : gd_2sio_5 激光器的研制23-302.1.1稀土正硅酸鹽yb : gso晶體的光譜性能簡 介23-252.1.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦高效、低閾值的yb : gd_2sio_5 激光器的研制25-272.1.3半導(dǎo)體激光二極管泵浦的yb : gd_2sio_5 寬調(diào)諧激光器的研制27-302.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦新型高效yb : gyso激光器的研制30-432.2.lyb : gyso晶體的光譜性能簡介30- 312.2.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦新型yb :

9、gyso連續(xù)激光器31- 342.2.3半導(dǎo)體激光二極管泵浦的yb : gyso多波長激光器 34-432.3半導(dǎo)體激光二極管泵浦新型高效、調(diào)諧yb : lygo激光器 的研制43-472.3正硅酸鹽yb : lyso晶體結(jié)構(gòu)和光譜性能 43-442.3.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦新型高效、調(diào)諧yb : lyso激光器 的研制44-47第三章半導(dǎo)體激光二極管泵浦摻鏡晶體脈沖激光運(yùn)轉(zhuǎn)的 研究47-833.1半導(dǎo)體激光二極管泵浦摻鏡晶體自脈沖激光器的研制 47-493.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦摻鏡晶體連續(xù)鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)的研究 49-693.2.1關(guān)于鎖模的概述49-513.2.2克爾透鏡鎖模簡介51-53

10、3.2.3 半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的原理簡介53-573.2.4色散簡介57-593.2.5半導(dǎo) 體激光二極管泵浦的yb : gso連續(xù)鎖模激光器的研制59-693.3半導(dǎo) 體激光二極管泵浦的緊湊型yb : gso飛秒激光器69-743.4諧波鎖模 與多脈沖分裂74-833.4.1基于半導(dǎo)體激光二極管泵浦yb : gso諧波 鎖模激光器的研制74-793.4.2基于半導(dǎo)體激光二極管泵浦yb : gyso 多脈沖鎖模激光器7983第四章高重復(fù)頻率放大器的研究83-954高 功率摻鏡雙包層光纖放大器83-864.2高功率摻鐐雙包層光纖飛秒脈 沖放大器的研制86-874.3可用于大功率高效放大系統(tǒng)的固體激光材_ 論文發(fā)表專家 料一多晶陶瓷87-954.3.1激光二級管泵浦的yb : y_(1.9兒a_(0.1)o_3 陶瓷連續(xù)激光器的研制87-914.3.2半導(dǎo)體激光二極管泵浦yb : y_(1.9)la_(0.1)o_3陶瓷被動(dòng)鎖模激光器的研制91-95第五章激光器 同步鎖定的研究95-1115全光控激光同步的概述95-975.2飛秒、皮 秒、納秒和飛秒脈