紫外光梳驱动源的研究

1、个易找衣冉7 www.yitad _ 论文发表专家紫外光梳驱动源的研究【摘要】：基于飞秒激光的光学频率梳在精密测量和超快科学的发展 方面起到了至关重要的作用。将光学频率梳拓展到紫外与极紫外波段, 不仅会带来精密光谱学研究上的革命，而且将开辟各学科领域中高新 科技发展的新时代。前,国际上正在竞相开展紫外与极紫外光学频 率梳研制的探索研究，本学位论文的主要工作包括开展了对时频域精 密控制的周期量级极端超短紫外光梳驱动源的理论和实验研究。为获 得单脉冲能量高且脉冲重复频率高的飞秒脉冲,本论文研究在新型飞 秒激光及其放大、同步精密控制方血发展了一系列新技术。在飞秒激 光振荡器的研制方面:在国际上首次实

2、现了基于yb:gso晶体超短脉 冲的输出，其脉宽达到343fs,同时实现了脉宽可调(l100ps)的超短脉 冲;在放大器的研制方面:基于yb离子双包层光纤放大技术，获得了重 复频率高达100mhz平均输出功率超过10w的飞秒脉冲放大;在同 步精密控制方面:发展了不同超短激光同步锁定的新机制和创新技术, 基于交叉相位调制诱导偏振态偏转，实验实现了 yb:gso飞秒激光与 掺餌光纤飞秒激光的精确同步锁定，激光谐振腔叮容忍的失匹范围长 达14mm，比以往所的报道的最好结果高两个数量级。特别是，实验实 现了飞秒脉冲与皮秒甚至纳秒脉冲的高精度同步锁定,为载波位相稳 定的飞秒脉冲的光学碉啾参量放大提供新途

3、径。本学位论文主要成果 可概括如下：1 完成了釆用半导体激光二极管泵浦的基于新型掺館激 光晶体的gm波段小型化超快超短激光振荡器的研制,其中紧凑型激 光振荡器的研究涉及了关键单元创新技术的研究与发展，主耍包括:1) 成功地实现了具有较人能级劈裂的新型掺镜正硅酸盐激光晶体 yb:gso的低阈值高效激光输出;实现了激光阈值仅为127mw、斜效 率86%的较好实验结果。此斜效率为掺卡意正硅酸盐品体到目前为止所 获得的最大值。2)采用具有较大色散量的腔内色散元件sf14布儒斯 特棱镜，成功地获得了 yb:gso激光品体的光滑、连续的调谐曲线，得 到了波长从1009nm到1112nm,带宽大于97nm的

4、调谐激光输出。3) 成功地实现了采用具有很好的机械性能的yb:gyso混晶在1083nm7 www.yitad_论文发表专家波段大功率的连续激光输出，这可以应用在度量衡学方面作为he3 和he4内部的超精细跃迁的光泵浦源;实现了 yb:gyso连续激光器 的最大输出功率达到7.5w,最高斜效率为79%o 4)成功实现了广泛应 用在非线性频率合成、荧光激发和医用仪器等方面的yb:gyso多波 长激光器，实现了发生在1041nm 1043nm,1048nm 1052nm,1056nm1063nm和1080nm1089nm儿个波段的双波长、 三波长和四波长激光振荡。5)成功获得了斜效率高达96%的混

5、晶 yb:lyso晶体连续激光输出，其连续调谐范围为1014.4nm1091.7nm, 调谐范围大于77nmo 6)成功实现了 yb:gso激光晶体连续锁模激光 运转，选用棱镜对激光腔内的群速度色散进行补偿，在国际上首次实现 了基于yb:gso激光晶体连续锁模激光运转的中心波长为1031nm,脉 冲宽度为343fs的紧凑飞秒激光振荡器。2.完成了高重复频率、短脉 冲种子光放大器的研制,成功解决了提高耦合效率、抑制寄工振荡等 技术难题,研究内容包括：1)实现采用掺镣双包层光纤连续放大器的输 出功率达12w,斜效率57%o实现了双包层光纤飞秒放大器的输出功 率达10w，斜效率72%,光-光转换效率

6、为42%o 2)对适合大能量激光系 统放大器的具有较低烧结温度的新型掺镣多晶陶瓷 yb:y_(1.9)la_(0.1)o_3的激光性能进行了探索咸功获得了最大输出 功率为2.0w的连续激光输出，调谐范围从1018nm到1086nm,连续调 谐范围宽达68nm的调谐激光输出。并首次实现了掺館多晶陶瓷 yb:y_(1.9)la_(0.1)o_3的皮秒激光输出。3成功解决了在紫外光梳驱 动系统中，非共线宽带opcpa泵浦激光脉冲与信号光脉冲z间精确同 步的关键难题，发展了与国际同类研究不同的新方案:将yb:gso飞秒 激光器和掺餌光纤激光器通过交叉相位调制引入的非线性偏振旋转 效应同步在一起，从而激

7、光谐振腔可容忍的失匹范围长达14mm,比以 往所的报道的最好结果高两个数量级;另外还实现了 ti:s激光器利用 光纤中传输的非线性偏振旋转和光克尔效应同步控制掺镜锁模环形 激光器。【关键词】：超强超短激光ld泵浦全固态掺yb晶体激光器 吋间同步【学位授予单位】：华东师范大学个易战抿再e _ 论文发表专家【学位级别l博士【学位授予年份l 2008【分类号】:tn248【目录】：摘要6-8abstract8-13笫一章综述13-231研究背景 13-181.1.1紫外飞秒光学频率梳14-171.1.2儿种放大技术的比较 17-181.2半导体激光二极管泵浦掺穗晶体激光器的发展简介18-201.3

8、本论文的结构20-23笫二章半导体激光二极管泵浦掺穗晶体连续激光 运转的研究23-472.1半导体激光二极管泵浦的连续yb : gd_2sio_5 激光器的研制23-302.1.1稀土正硅酸盐yb : gso晶体的光谱性能简 介23-252.1.2半导体激光二极管泵浦高效、低阈值的yb : gd_2sio_5 激光器的研制25-272.1.3半导体激光二极管泵浦的yb : gd_2sio_5 宽调谐激光器的研制27-302.2半导体激光二极管泵浦新型高效yb : gyso激光器的研制30-432.2.lyb : gyso晶体的光谱性能简介30- 312.2.2半导体激光二极管泵浦新型yb :

9、gyso连续激光器31- 342.2.3半导体激光二极管泵浦的yb : gyso多波长激光器 34-432.3半导体激光二极管泵浦新型高效、调谐yb : lygo激光器 的研制43-472.3正硅酸盐yb : lyso晶体结构和光谱性能 43-442.3.2半导体激光二极管泵浦新型高效、调谐yb : lyso激光器 的研制44-47第三章半导体激光二极管泵浦掺镜晶体脉冲激光运转的 研究47-833.1半导体激光二极管泵浦掺镜晶体自脉冲激光器的研制 47-493.2半导体激光二极管泵浦掺镜晶体连续锁模激光运转的研究 49-693.2.1关于锁模的概述49-513.2.2克尔透镜锁模简介51-53

10、3.2.3 半导体可饱和吸收镜的原理简介53-573.2.4色散简介57-593.2.5半导 体激光二极管泵浦的yb : gso连续锁模激光器的研制59-693.3半导 体激光二极管泵浦的紧凑型yb : gso飞秒激光器69-743.4谐波锁模 与多脉冲分裂74-833.4.1基于半导体激光二极管泵浦yb : gso谐波 锁模激光器的研制74-793.4.2基于半导体激光二极管泵浦yb : gyso 多脉冲锁模激光器7983第四章高重复频率放大器的研究83-954高 功率掺镜双包层光纤放大器83-864.2高功率掺镣双包层光纤飞秒脉 冲放大器的研制86-874.3可用于大功率高效放大系统的固体激光材_ 论文发表专家 料一多晶陶瓷87-954.3.1激光二级管泵浦的yb : y_(1.9儿a_(0.1)o_3 陶瓷连续激光器的研制87-914.3.2半导体激光二极管泵浦yb : y_(1.9)la_(0.1)o_3陶瓷被动锁模激光器的研制91-95第五章激光器 同步锁定的研究95-1115全光控激光同步的概述95-975.2飞秒、皮 秒、纳秒和飞秒脉