啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究

啁啾脉冲激光放大原理
首先利用展宽器(例如衍射光栅、棱镜 等色散器件)在初始脉冲进入增益介质之 前将其展宽：脉冲中低频成分走的路径 要比高频成分要短(正啁啾)，脉冲在时 间上被拉宽，峰值功率得到降低。展宽 器的色散量越大，脉冲被拉宽的程度越 高，峰值功率降低越多； 随后，展宽脉冲进入增益介质进行放大， 由于脉冲已被展宽，可以提取更多的能 量而不致使增益介质发生损伤； 最后，放大脉冲进入压缩器（色散器 件），压缩器的色散与展宽器的色散极 性相反，此时放大脉冲中的啁啾可被部 分或全部补偿，放大脉冲被压缩设定脉 宽，脉冲峰值功率便能得到极大的提高。
赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30
飞秒激光啁啾脉冲放大系统 中的色散分析
赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30
飞秒激光啁啾脉冲放大系统 中的色散分析
赵环.啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1):23-30
啁啾脉冲激光放大系统 中的色散研究
2018年诺贝尔物理学奖被授予“激 光物理学领域开创性的发明”，其 中一半奖金授予美国贝尔实验室科 学家阿瑟·阿什金，因其在“光学 镊子及其在ຫໍສະໝຸດ Baidu物系统中的应用”领 域所做的工作；另一半奖金由法国 巴黎综合理工学院科学家热拉 尔·穆鲁和加拿大滑铁卢大学科学 家唐娜·斯特里克兰共同分享，以 表彰他们在“产生高强度、超短光 脉冲方法”方面的工作。 ——啁啾脉冲激光放大（CPA）
展宽—放大—压缩
展宽器和压缩器
正色散——长波部分速度快，渐渐超前，短波部分速度慢，渐渐落后 负色散——长波部分落后，短波部分超前。
脉冲在放大过程中经历的色散有两部分的贡献，一是光学元件色散，如增益介质 和光学玻璃(透射) 引入的色散; 二是色散元件引入的色散，如光栅、棱镜对引入 的色散。
展宽器
放大器
压缩器
引入正色散将种子脉冲进 行展宽，这样在放大过程 中脉宽始终是增加的
展宽后的脉冲在放大过程 中获得的是正色散(例如增 益介质和镀膜引入的正色 散)
采用色散元件将展宽器及 其它光学元件产生的色散 进行补偿，从而实现对脉 冲宽度的压缩（负色散）
衍射光栅
基于衍射光栅的纳秒脉冲展宽器构型
基于啁啾布拉格光栅的光纤啁啾脉冲放大系统
Proctor－Wise型双棱镜对
激光在棱镜间传播的过程中，短波成 分经过的空间几何路径较长，而长波 部分在棱镜中的光程较长，因此该双 棱镜对既可以提供正色散，也可以提 供负色散，如果2、3棱镜之间的距离 足够长，系统即可提供负色散补偿， 通过改变棱镜的插入量即可简单有效 地改变色散量。
Proctor－Wise型双棱镜对结构图