导读:本文包含了啁啾脉冲放大论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:脉冲,超短,光纤,激光,参量,激光器,光束。
啁啾脉冲放大论文文献综述
赵昆[1]（2019）在《激光、啁啾脉冲放大、超快光学和诺贝尔奖》一文中研究指出2018年诺贝尔物理学奖表彰了两项在激光物理领域的突破性发明,其中啁啾脉冲放大是获得超强超短激光脉冲的核心技术.本文介绍了自1960年世界上第一台激光器问世以来,人们在追求超短激光脉冲过程中一系列关键成果,及其在现代科学研究中的重要应用.(本文来源于《科学通报》期刊2019年14期）
李焱,杨宏[2]（2019）在《从超短光到超短超强光的突破——解读获2018年诺贝尔物理学奖的啁啾脉冲放大技术》一文中研究指出啁啾脉冲放大技术是超高峰值功率超短脉冲激光发展的重要里程碑,极大推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的发展,因而获得2018年的诺贝尔物理学奖。本文从技术原理层面对啁啾脉冲放大技术进行简要解读。(本文来源于《物理与工程》期刊2019年02期）
叶荣,钟哲强,吴显云[3]（2019）在《基于光束偏转的扫描式宽带光参量啁啾脉冲放大》一文中研究指出光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)是超短激光脉冲领域的重要技术之一,增大增益带宽对提高OPCPA的转换效率、实现宽带光参量放大具有重要的意义.本文将光束偏转和非共线OPCPA有机结合,提出了基于光束偏转的扫描式宽带OPCPA模型.分析了通过光束偏转来时刻改变非共线角,以保证各频率成分的相位匹配,从而增大增益带宽的基本原理.采用提出的扫描式宽带OPCPA,针对800 nm中心波长、带宽约为100 nm信号光的光参量放大进行了数值计算.结果表明:经过扫描式OPCPA后,信号光的带宽与放大之前几乎相同,光谱没有窄化;扫描式OPCPA比固定非共线角方式的放大极大地增加了增益带宽和转换效率,实现了宽带的光参量放大;要满足信号光各频率成分的相位匹配,达到最大的增益带宽和转换效率,需要尽量减小加载到钽铌酸钾(KTa_(1-x) Nb_xO_3, KTN)电光晶体上的电压抖动和电压延时.(本文来源于《物理学报》期刊2019年02期）
冷雨欣[4]（2018）在《从啁啾脉冲放大到强场激光物理——2018年诺贝尔物理学奖解读》一文中研究指出1985年,Donna Strickland和Gérard Mourou等提出了啁啾脉冲放大(chirped pulse amplification,CPA)技术的概念,这是超高峰值功率超短脉冲激光技术发展的一个重要里程碑,直接推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的诞生。目前,利用CPA技术已经可以获得峰值功率达到10拍瓦(PW,1 PW=10~(15) W)量级的激光脉冲,被认为是"将影响从聚变到天体物理的每一项研究"的成果。也正因此,发明啁啾脉冲放大(CPA)技术的法国科学家Gérard Mourou和加拿大科学家Donna Strickland,获得了2018年诺贝尔物理学奖。首先,初步介绍了Strickland和Mourou提出的啁啾脉冲放大(CPA)技术;然后,结合上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点室在超强超短激光技术和强场激光物理研究等方面的成果,以及承担的国家重大科技基础设施项目"上海超强超短激光实验装置",简单介绍了Gérard Mourou和Donna Strickland获奖的意义;最后,对相关领域未来发展进行了初步的展望。(本文来源于《自然杂志》期刊2018年06期）
魏志义,王兆华,滕浩,韩海年,常国庆[5]（2018）在《啁啾脉冲放大技术——从超快激光技术到超强物理世界》一文中研究指出2018年的诺贝尔奖揭晓,3位科学家因在光学技术领域作出的开创性发明而获得物理学奖。其中Arthur Ashkin教授因为发明光镊技术(Optical Tweezer)分享了一半的奖金;Gérard Mourou教授和Donna Strickland副教授因共同发明啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification,CPA)分享了另一半奖金。作为突破高强度激光发展瓶颈的重大技术创新,CPA技术自发明以来一直是激光物理研究、特别是超快激光研究的核心技术。文章将主要简述该技术发明的相关背景、原理、结构及所导致的激光进展和开拓的超强物理应用。(本文来源于《物理》期刊2018年12期）
李峰[6]（2018）在《面向工业加工应用的大能量飞秒光纤啁啾脉冲放大与传输技术》一文中研究指出飞秒激光具有脉宽窄,峰值功率高,其与物质相互作用时,热效应小,加工孔径周围没有熔融区,几乎没有微裂纹,对加工材料无选择性,正是基于这些特点,飞秒激光在工业微加工领域产生了巨大的应用。而作为核心部件,高功率高能量的飞秒激光器的研发和技术探索引起了国内外的广泛关注,成为研究的热点。本论文研究工作立足于探索、开发适合超短脉冲激光微加工应用的高能飞秒激光光源以及配套的光学部件,重点研究新型的高能飞秒放大技术,其中主要包括大模场的光子晶体光纤放大技术研究和新型的单晶光纤放大器技术研究;根据超快激光微加工的实际应用需求,探索了Kagome型空心光子晶体光纤的高能飞秒脉冲的传输特性,并利用高能超短脉冲在空心光子晶体光纤中的非线性光谱展宽,进行了非线性超短脉冲压缩技术的探索。根据超快激光微加工的实际应用需求,开发了基于电光调制效应的高重频超快激光操控技术,实现了高速的激光开关和脉冲串选择装置。通过相关技术的研究,了解并掌握了新型放大技术的机理,掌握了新型光纤介质的使用,并将相应的技术转化为了相关产品,形成了高能量高功率的飞秒激光器,高能飞秒传输耦合模块,高能飞秒激光高速开关和脉冲串产生装置,部分已成功应用于超快激光微加工领域。论文的主要研究工作进展和取得的创新性成果有:1、研究了基于掺Yb~(3+)光纤的啁啾脉冲放大(CPA)系统。利用半导体可饱和吸收体锁模光纤激光器作为种子源,采用啁啾脉冲放大技术,将波长为1030nm的脉冲展宽到数百皮秒进行放大。采用多级的掺镱单模光纤和双包层光纤组成预放大器,主放大器采用大模场的掺镱棒状光子晶体光纤作为激光工作物质,实现了重复频率为211kHz,功率为50W的单模皮秒脉冲输出。通过合理地控制放大系统中每一级光纤放大器的增益以及非线性积累量,有效抑制了高能脉冲放大过程中非线性效应对脉冲时域特性的影响。采用反射式光栅对,对输出的放大脉冲进行压缩,最终获得了脉宽为887fs的激光输出,单脉冲能量达到124μJ,对应峰值功率为139.8MW,该实验结果为当时国内首次报道基于光纤结构的百微焦级飞秒激光系统。2、采用大模场双包层光纤与光子晶体光纤的熔接技术,实现了严格的全光纤结构的高能量超短脉冲输出,研究了放大过程中不同放大功率情况下的光谱变化和脉宽变化,获得了结构紧凑的50μJ,10W,933fs的高能飞秒输出,这也是基于全焊接方式实现的严格的全光纤结构的最高能量的飞秒激光输出。由于采用了全光纤结构,具有很好的环境稳定性,集成度高,和较好的工程化应用前景。3、开展了光纤-单晶光纤的混合式放大器技术研发,采用啁啾脉冲放大技术,在预放大注入信号1.4W@100kHz的情况下,通过偏振控制的单级双通放大结构,获得了14.6W的放大输出,放大增益超过10倍,光束质量M_x~2(28).1233,M_y~2(28)1.239的高光束质量输出。通过采用反射式光栅对压缩,获得了859fs,63.5μJ的高能飞秒输出。在此基础上,搭建了级联的单晶光纤放大器,最高获得了44 W,100 kHz的放大输出,在保证光束质量M~2<1.3的情况下,获得了压缩脉宽715 fs的超短脉冲输出,脉冲能量155.7μJ,平均功率15.57 W,该放大参数是基于单晶光纤获得的百微焦能量级别的最高功率的飞秒激光输出。并开展了光纤-单晶光纤的直接皮秒放大,获得了最高41.7W@250 kHz,脉宽16.95ps的直接皮秒放大输出,光束质量良好。4、开展了基于Kagome型空心光子晶体光纤的高能超短脉冲传输实验,掌握了高能超短脉冲的耦合方法,耦合效率达到80%以上,研究了不同输入脉冲能量下,耦合输出的光束质量,脉宽的变化,并研究了高能飞秒传输过程中的非线性效应,得到了其光谱演化过程,并利用其非线性效应,将10nm光谱展宽到60nm以上,采用外加GTI镜进行压缩,将初始的279 fs脉冲压缩到36 fs,输出能量达到20μJ,对应的峰值功率达到556 MW,这也是采用固体激光光源,基于Kagome-type空心光子晶体光纤不充气体的情况下,1μm波段获得的最高峰值功率输出。通过更加精确的色散补偿和更加强的非线性光谱展宽,可以获得更窄的脉冲宽度和更高的峰值功率。同时进行了234fs,100μJ,20W的高能量飞秒脉冲的耦合传输实验,由于采用了真空泵对光纤内部进行了抽真空,有效的抑制了非线性,传输输出的光束模式良好,脉冲宽度影响很小,并成功应用于微加工系统。5、利用105μJ,200 kHz,808fs的高能光纤激光器作为激光源,采用两块KTP晶体组成高速电光开关,提出采用两块KTP电光晶体相对旋转90度,一方面可以补偿掉双轴晶体的自然双折射,同时降低了半波电压,降低了对高压驱动的压力,4600V降低到2300V,使得电光开关可以实现最高500kHz下对高能飞秒激光的纳秒级高速开关控制,且对应的开关效率达到96%以上,该功能是基于振镜控制的高速超短脉冲微加工系统必须的应用功能。同时,采用可编程的高压窄门宽,结合偏振分光原理,实现了在不改变脉冲能量的前提下实现任意数量的脉冲串控制和分光,该功能对于不同材料激光加工工艺的研究具有重要的意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2018-12-01）
李培培[7]（2018）在《光纤参量啁啾脉冲放大及增益优化研究》一文中研究指出随着光纤通信的发展以及人们对大容量、长距离传输的要求,普遍使用的半导体光放大器、掺铒光纤放大器及光纤拉曼放大器已无法满足人们对此的需求。光纤参量放大器因其具有宽带宽、高增益、低噪声等优点使其具有很好的应用前景,是近些年来的研究热点之一。本文主要从以下方面来研究:首先,本文分析了光纤的非线性效应,详细介绍了四波混频原理及光在光纤中传输时光波间能量转换的耦合模方程组,及对光纤参量放大系统的基本原理做了详细分析。最后分析了不同光纤长度处信号增益的变化幅值图。以及分别研究了输入输出端泵浦光、信号光和闲频光的时域形状及频谱及其在光纤中的演化过程。其次,本文推导了六波模型光纤参量放大下不同光波功率随光纤长度变化的耦合模方程组,并对六波模型光纤参量放大下的增益特性及其优化进行了研究。最后借助于优化算法得到了在泵浦光功率、光纤长度及泵浦光波长的最佳参数组合,提供了增益浮动0.3dB、峰值65dB的增益及其110nm增益带宽的信号光放大。最后,本文在单泵浦啁啾脉冲及双泵浦啁啾脉冲结构的基础上分别分析了光纤参量啁啾脉冲放大的原理及其增益特性。分析了泵浦光啁啾率、时延及泵浦光波长对信号光增益的影响。接着分析了影响信号光增益特性的二阶色散及相位失配的影响因素。最后结合优化算法得到了叁组不同啁啾率及时延下相对应的泵浦光波长、泵浦光功率及光纤长度下的最佳数据组合,并得到了高增益、宽带宽及增益平坦的增益放大。(本文来源于《西南交通大学》期刊2018-05-01）
唐书奎,杨直,李峰,李强龙,魏玉凤[8]（2018）在《连续线性温度梯度场对啁啾脉冲放大系统中啁啾光纤光栅的色散调节效应》一文中研究指出利用啁啾光纤光栅的温度可调谐效应,提出了一种新型的色散补偿方法.该方法使啁啾光纤光栅处于一个连续的线性温度梯度场中,通过调节啁啾光纤光栅两端的温度差,改变其色散量,实现在以啁啾光纤光栅为展宽器和以体光栅为压缩器的超快激光系统中对输出脉宽的连续精密调节,并通过实验验证这一方法的可行性.实验结果表明:沿着啁啾光纤光栅应用连续的温度梯度场,当温差从0℃到50℃变化时,可以连续地调节啁啾光纤光栅的色散参数.展宽器和压缩器之间的色散失配可以通过调节线性温度场的温度梯度得到补偿,避免了繁琐的脉宽优化步骤.本文是以啁啾体光栅为压缩器的光纤啁啾脉冲放大系统中通过调节施加在展宽器上的连续线性温度场的梯度,实现对啁啾脉冲系统中的色散失配进行精密调制的技术方案.(本文来源于《光子学报》期刊2018年05期）
孙若愚[9]（2017）在《高功率全光纤1μm超快脉冲产生及啁啾脉冲放大技术研究》一文中研究指出超短脉冲光纤激光器具有结构简单、平均功率高、峰值功率高、环境稳定性好、电光效率高等优点,在精密加工、激光传感、波导刻蚀、阿秒科学等领域具有广泛应用。被动锁模技术作为获取超短脉冲输出的重要手段之一,在过去几十年里得到了飞速发展。近年来,为了获取高功率超短脉冲激光输出,并充分发挥光纤激光器及光纤放大器的优势,基于全光纤光源及自由空间脉冲压缩器的光纤啁啾脉冲放大(FCPA)技术得到了广泛的关注和研究。同时,基于非线性频率变换技术的新型超短脉冲光纤光源及单片式啁啾体布拉格光栅(CVBG)脉冲压缩器的发展也为光纤啁啾脉冲放大系统的研制提供了新的思路。本课题致力于研究高功率超短脉冲光纤激光器,使用基于全光纤设计的高功率光源和基于自由空间器件设计的脉冲压缩器,在充分发挥光纤激光器结构紧凑、柔性传输等优点的基础上,进一步减少空间元器件的应用,力求最大限度的发挥光纤激光器的优势,实现高平均功率、高峰值功率和高系统集成度的飞秒脉冲激光输出。本论文中具体的研究工作主要包括:1.全光纤被动锁模皮秒脉冲激光产生的理论和实验研究从非线性薛定谔方程出发,推导并分析了超短脉冲传输的动力学过程以及在光纤内产生的线性及非线性效应。在全光纤结构下对所搭建的多种皮秒脉冲被动锁模技术进行了理论及实验研究,包括全正色散环形腔非线性偏振旋转被动锁模技术、线形腔SESAM被动锁模技术、环形腔SESAM被动锁模技术及色散管理环形腔被动锁模技术等。通过以上技术手段在1030~1070 nm波长范围内分别实现了脉冲宽度1~100 ps的激光输出。2.全光纤皮秒脉冲放大技术的理论和实验研究对1μm波段掺镱光纤放大技术进行了理论及实验研究。从镱离子能级结构、吸收/发射截面及放大器增益和带宽等方面系统研究了光纤放大器的工作机理和优化途径,同时为了提高放大效率、减少信号光重吸收效应,采用速率方程对激光放大过程进行了数值模拟和方案设计。利用全光纤皮秒脉冲锁模激光器作为种子源,分别建立了高功率和高能量超短脉冲掺镱光纤放大器。在1030 nm波段利用叁级掺镱光纤放大器直接放大,实现了平均功率101 W、中心波长1030.4 nm、脉冲宽度36.6 ps的激光输出。在1064 nm波段,利用长光纤脉冲展宽器及AOM脉冲选择器,对光纤放大器内激光重复频率及脉冲峰值功率进行控制,实现了平均功率131 W、中心波长1064.1 nm、脉冲宽度800 ps、单脉冲能量72μJ的激光输出。3.高平均功率皮秒光纤啁啾脉冲放大系统研究在1μm波段高功率皮秒啁啾脉冲放大技术的理论研究中,首先详细分析并推导了衍射光栅对脉冲压缩器的工作原理,接着利用Fiberdesk软件模拟了全光纤脉冲展宽器的工作过程,在不同入射功率下,对脉冲宽度和光谱宽度的变化趋势进行了研究归纳。在实验阶段,利用SESAM被动锁模种子源、长距离光纤展宽器、叁级包层泵浦掺镱光纤放大器和透射式衍射光栅对脉冲压缩器搭建和调试了高功率皮秒啁啾脉冲放大系统。最终实现了中心波长1064 nm、平均功率106W的激光输出,其重复频率为4.93 MHz、脉冲宽度为13.6 ps,对应单脉冲能量为21.5μJ、峰值功率为1.6 MW,并对其进行了工程化样机设计及封装。4.高峰值功率和高平均功率飞秒光纤啁啾脉冲放大系统研究利用非线性频率转换技术研制了宽光谱色散波光源,并利用该光源建立了飞秒啁啾脉冲放大系统。首先使用1.5μm波段飞秒激光泵浦一段高非线性光纤令其波长产生频移,得到了1μm波段的色散波激光输出,并利用Matlab软件对色散波的产生过程进行了数值模拟和方案优化。随后利用此光源结合AOM脉冲选择器及衍射光栅对脉冲压缩器获得了平均功率7.7 W、重复频率1.09 MHz、中心波长1065.1 nm、脉冲宽度270 fs、峰值功率26 MW的激光输出。为了进一步提高平均输出功率和系统集成度,用新型CVBG脉冲压缩器取代原有光栅对脉冲压缩器,建立了高平均功率紧凑型飞秒啁啾脉冲放大系统,获得了平均功率107W、重复频率17.5 MHz、中心波长1064 nm、脉冲宽度566 fs的激光输出。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-12-01）
张志刚[10]（2017）在《相干脉冲堆积——超越啁啾脉冲放大的新技术》一文中研究指出无论是在固体还是在光纤放大器中,飞秒的脉冲能量都受到热效应和非线性效应的制约。即使是啁啾脉冲放大(CPA),也难以超越高峰值功率和平均功率的限制。脉冲空间和时间分割放大-合成,有可能打破僵局,产生高重复频率和高脉冲能量;而将高功率光纤放大器中的脉冲进行相干堆积,有可能超越啁啾脉冲放大,得到高于其若干数量级的脉冲能量,同时保持高重复频率。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2017年12期）
啁啾脉冲放大论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
啁啾脉冲放大技术是超高峰值功率超短脉冲激光发展的重要里程碑,极大推动了超强超短激光和强场激光物理等研究领域的发展,因而获得2018年的诺贝尔物理学奖。本文从技术原理层面对啁啾脉冲放大技术进行简要解读。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
啁啾脉冲放大论文参考文献
[1].赵昆.激光、啁啾脉冲放大、超快光学和诺贝尔奖[J].科学通报.2019
[2].李焱,杨宏.从超短光到超短超强光的突破——解读获2018年诺贝尔物理学奖的啁啾脉冲放大技术[J].物理与工程.2019
[3].叶荣,钟哲强,吴显云.基于光束偏转的扫描式宽带光参量啁啾脉冲放大[J].物理学报.2019
[4].冷雨欣.从啁啾脉冲放大到强场激光物理——2018年诺贝尔物理学奖解读[J].自然杂志.2018
[5].魏志义,王兆华,滕浩,韩海年,常国庆.啁啾脉冲放大技术——从超快激光技术到超强物理世界[J].物理.2018
[6].李峰.面向工业加工应用的大能量飞秒光纤啁啾脉冲放大与传输技术[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2018
[7].李培培.光纤参量啁啾脉冲放大及增益优化研究[D].西南交通大学.2018
[8].唐书奎,杨直,李峰,李强龙,魏玉凤.连续线性温度梯度场对啁啾脉冲放大系统中啁啾光纤光栅的色散调节效应[J].光子学报.2018
[9].孙若愚.高功率全光纤1μm超快脉冲产生及啁啾脉冲放大技术研究[D].北京工业大学.2017
[10].张志刚.相干脉冲堆积——超越啁啾脉冲放大的新技术[J].激光与光电子学进展.2017
论文知识图
