啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究
啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究课件
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）
啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究
4
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
啁啾脉冲激光放大系统中的色散研究
5
Proctor－Wise型双棱镜对
Proctor－Wise型双棱镜对结构图
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。
赵啁环啾.脉啁冲啾激脉光放冲大激系光统中放的大色系散研统究中的色散研究[J].宇航计测技术,2013,33(1)6:23-30
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)
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。
3
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。
谈2018年诺奖中的啁啾脉冲放大技术
谈2018年诺奖中的啁啾脉冲放大技术2018年诺贝尔物理学奖除给了光镊发明者Arthur Ashkin，另一部分给了啁啾脉冲放大技术（CPA）的发明者Mourou先生和他的学生Strickland教授。
既出人意料，也在意料之中。
飞秒激光脉冲的放大，在很长时间内是令人头痛的问题。
主要问题是，极短的脉冲不利于吸收放大介质中的能量，和高峰值功率极易破坏放大器中的光学元器件。
对后者，简单的解决方法是，将脉冲的光束截面扩大，以减少单位面积内的脉冲能量和功率。
可是，面积的扩大可能会带来泵浦能量密度的减少，更不利于吸收增益介质储存的能量。
而且，光束面积的扩大是有限的。
Mourou先生及其学生Strickland，联想到雷达放大技术。
雷达脉冲放大，就是利用雷达脉冲的宽带频谱，把雷达脉冲调制为频域的啁啾（类似鸟的叫声），在时域就是脉冲的展宽，再放大，以避免高峰值功率破坏的。
能不能把这个技术移植到激光脉冲放大呢？因为飞秒激光脉冲本身也对应着非常宽的光谱。
利用色散技术（不同的波长速度不同），将脉冲在时域展宽，然后再放大，不就既能避免放大中的光学损伤，又能更有效地获取增益了吗？接下来的问题是，介质材料的色散实在太小，有限长度内展宽不了多少。
所幸的是，时间已至1980年代中期，光纤技术已经成熟。
用光纤啊！于是，他们就用几公里的光纤，把脉冲展宽到了几百皮秒。
后面的放大就顺理成章了。
因为是利用频率的啁啾将脉冲展宽再放大的，这种技术就被命名为啁啾脉冲放大技术（chirped pulse amplification，CPA）。
放大后，脉冲再压缩原来的宽度。
但是发现，因为高阶色散的失配，光纤展宽后的脉冲再压缩并非完美。
直到光栅脉冲展宽器发明，光纤脉冲展宽器才被淘汰（当然有的场合还在用），脉冲压缩才逐渐完美。
这是后话了。
这个发明可不得了。
飞秒脉冲的峰值功率从原来的千瓦级，一下子就蹿升到了兆瓦（106W），到太瓦（10^12W），直到现在的拍瓦（1015W）【见下图】。
初始啁啾对光脉冲放大影响的数值研究
初始啁啾对光脉冲放大影响的数值研究熊英;曹文华【摘要】The amplification of ultrashort optical pulses in EDFA is numerically studied. The results show that when the initial gap between two adjacent optical pulses is small, they will attract each other and produce new subpulses in the course of amplification, resulting in the worsening of the amplification effects. As the enlargement of the initial gap cannot effectively improve the amplification effect, a new method is proposed to introduce appropriate initial chirps into the input pulses, by which the negative effects brought about by the interactions between the optical pulses are reduced and the pulse amplification quality improved.%文章通过数值计算研究了掺铒光纤放大器(EDFA)中超短光脉冲放大的情况.结果表明,当相邻两超短脉冲的初始间距较小时,两脉冲在放大过程中会相互吸引,并产生新的子脉冲,从而导致放大效果变差.增大初始间距并不能有效地改善放大效果.为此,提出对输入光脉冲对引入合适的初始啁啾的方法,该方法可以减小因光脉冲互作用带来的负面影响,提高脉冲放大质量.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2009(000)004【总页数】4页(P53-56)【关键词】光纤通信技术;掺铒光纤放大器;初始啁啾;超短光脉冲【作者】熊英;曹文华【作者单位】五邑大学,信息科学研究所,广东,江门,529020;深圳大学,电子科学与技术学院,广东,深圳,518060【正文语种】中文【中图分类】TN72掺铒光纤放大器(EDFA)的出现，使得在光纤通信系统中实现超高速、超大容量、超长距离的传输成为可能。
matlab用于超短脉冲中啁啾与色散概念的理解
Matlab 用于超短脉冲中啁啾与色散的理解超短脉冲是谐振腔中增益与损耗达到平衡、色散与非线性达到平衡时所产生的。
超快光学中两个重要的概念就是啁啾与色散，而利用matlab 的绘图功能可以更加形象的理解这两个概念的物理意义。
一、 啁啾的概念1、 超短脉冲的光场在时域可以表示为：0(,)(,)exp{[()]}E r t A r t i t t kr ωφ=⋅++ (1)其中(,)A r t 为光场振幅，0ω为中心频率，()t φ为时域相位与啁啾相关，kr 为空间位置带来的相位变化. 由此光场的瞬时频率可表示为:0()d t dtφωω=+(2) 若为常数，则不随时间而变化,这种脉冲称为傅里叶变换极限脉冲(transform limited pulse ）,又称为无啁啾脉冲。
若与时间有关，则随时间而变化，称为啁啾脉冲(chirp pulse ）。
当按时间的一次函数增加,则称为线性上啁啾（linear up-chirp ）。
当按时间的一次函数减小,则称为线性下啁啾(linear down —chirp ）。
啁啾只影响光场的相位,表现为光场振荡频率的变化，而不影响光场的强度分布。
2、 以高斯脉冲为例，用matlab 程序验证以上说明的正确性。
2。
1 Z=0位置处无啁啾高斯脉冲可以表示为：2002()exp()exp()pt E t A i t ωτ=⋅-⋅ (3）其中p τ是与脉宽有关的量。
其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：（程序见附录）图1。
1 无啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化 2。
2 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为：220022()exp()exp[()]pt E t A i t t ωφτ=⋅-⋅+ （4）2φ为正的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：图1。
2 线性上啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化2。
3 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为:220022()exp()exp[()]pt E t A i t t ωφτ=⋅-⋅+ (5）2φ为负的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：图1。
啁啾光脉冲在正色散介质中的量子传输
啁啾光脉冲在正色散介质中的量子传输
李建庆;杨伯君;徐大雄
【期刊名称】《量子光学学报》
【年(卷),期】1997(3)3
【摘要】用一种新提出的通用的非线性光脉冲传输的量子理论，我们研究了具有啁啾的光脉冲在正色散克尔介质中传输时的压缩比变化情况。
数值结果表明，正色散克尔介质中，光脉冲还是压缩态，但压缩和负色散克尔介质比起来弱一点，初始的负啁啾有利于压缩。
【总页数】7页(P163-169)
【关键词】压缩比;啁啾;光脉冲;克尔介质;光量子
【作者】李建庆;杨伯君;徐大雄
【作者单位】北京邮电大学;山西大学电子信息技术系
【正文语种】中文
【中图分类】O431
【相关文献】
1.高阶色散对高斯脉冲在超常介质中传输的影响及色散的补偿 [J], 徐正国;薛燕陵
2.啁啾光脉冲在色散光纤中的传输 [J], 邹传云
3.硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传输特性 [J], 王红玉;贾维国;刘振;门克内木乐
4.光脉冲在负色散克尔介质中传输的时空耦合特性 [J], 王海斌;李仲豪;宋晏蓉;贾
锁堂;周国生
5.采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散 [J], 高耀辉;冯国英;李小东;陈建国
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光源啁啾与色散补偿研究
一
的光 速 ，这 反 映 了传 输 距 离 与 数 码 率 的 平 方 成 反 比 的
个重要规律。
光 源 啁 啾 是 指 由光 发
射 机 发 出 的光 脉 冲 ，在 脉
集性 波 分 复 用 的新 技 术 的 发展 ，人 们 认 识 到 在 一 些 多 冲前 后 沿 期 间 内 由于 调 制 信 道 传输 技 术 中 色 散 的 降低 将 导 致 非 线 性 光 学 现 象 的 产 生 频 率 变 化 ，使 信 号 频 增强 。 在新 型 大 容量 光 纤 传 输 技 术 中 ， 就 需 要 研 究 新 谱 展 宽 。 用 啁 啾 系数 （ 这 并 也 的技 术克 服 色 散 的 影 响 。对 于 通信 系统 而 言 ， 终 关 心 最 的 是 接 收 点 处得 到好 的信 号波 形 ，而 对 于 传 输 链 路 上 称 线 宽 展 宽 因 子 ） 描 ｄ 述 。通 常 啁啾 引起 的频 率 变化 在 脉 冲前 后 沿 是 相 反 的 。如 果 在 脉 冲前 沿 和 后
发 射 机 与 光接 收 机 间 光 纤 的 累积 色散 ｆ ｚ小 于 关 系 式 中所 限 定的 数 值 ， 啾 对 脉 冲 波 Ｄｄ 啁
形 的影 响 就 可 获得 明 显减 弱 ， 此 给 出各 种 色散 补偿 方 法 。 为
关键 词 ： 高斯 光 脉 冲 ； 啾 系数 ； 啁 色散 ； 图代 价 眼
的 ） 。
目前 ， 光 纤 色 散 进 行 补 偿 的方 法 很 多 ， 要 有 光 对 主 纤性色散补偿技术 、 光纤 布拉 格 光 栅 型色 散 补 偿 技 术 、 Ｆ ｂ ｙ Ｐ ｒｔ 振 腔 型 色散 补偿 技 术 、相 位 共 轭 型 色 散 ａ ｒ— ｅｏ 谐 补 偿 技 术 和 光 源 预 啁 啾 色散 补 偿 技 术 。本 文仅 探 讨 光 源 啁 啾对 传 输 的影 响 与 色散 补 偿 措 施 。
啁啾高斯脉冲光束在正色散介质中的自聚焦特性
啁啾高斯脉冲光束在正色散介质中的自聚焦特性楚晓亮;刘兰琴;周凯南;郭仪;张彬;蔡邦维;魏晓峰;朱启华;黄小军;曾小明;王晓东;王逍【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2005(17)12【摘要】采用分步法结合Hankel变换对修正薛定谔方程进行数值求解,通过数值计算对飞秒脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性进行了简要分析.在此基础上,针对啁啾脉冲放大系统(CPA)中的啁啾高斯脉冲,对其全光束自聚焦特性进行了计算模拟和分析讨论.研究结果表明,群速度色散(GVD)对大啁啾脉冲的影响很小,谱宽对自聚集的影响可以忽略.因此,具有大啁啾的脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性不同于飞秒脉冲,而与纳秒脉冲相似.【总页数】5页(P1794-1798)【作者】楚晓亮;刘兰琴;周凯南;郭仪;张彬;蔡邦维;魏晓峰;朱启华;黄小军;曾小明;王晓东;王逍【作者单位】四川大学,电子信息学院,四川,成都,610064;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;四川大学,电子信息学院,四川,成都,610064;四川大学,电子信息学院,四川,成都,610064;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】TN241;O437.5【相关文献】1.单模光纤中无初始啁啾超高斯脉冲特性的研究 [J], 王跃;李永倩;李晓娟;孟祥腾;王宇2.贝塞尔-高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性 [J], 邹其徽;吕百达3.部分相干高斯—谢尔模光束在负色散介质中的光谱特性 [J], 戈迪4.啁啾高斯脉冲通过增益色散介质的传输特性 [J], 冯婷;曾曙光;张彬5.色散介质中啁啾高斯脉冲的时间和光谱特性 [J], 邹其徽;吕百达因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于色散波的1+μm飞秒光纤啁啾脉冲放大系统
光谱调制对放大器脉冲时域特性的影响
薛兴泰 赵研英 李荣凤 耿易星 卢海洋 颜学庆 北京大学核物理与核技术国家重点实验室, 北京 100871 中国激光,2017,44(5):0501001
基于色散波的 1 μm 飞秒光纤啁啾脉冲放大系统
孙若愚，谭方舟，金东臣，洪畅，王璞
*
北京市激光应用技术工程技术研究中心，激光工程研究院，北京工业大学，北京 100124 摘要 飞秒激光在工业加工、激光传感、军事国防、科学研究等领域有着重要的应用前景。本文报告了一个 工作在 1 μm 波段的飞秒光纤啁啾脉冲放大系统。该系统主要包括一个 1.5 μm 全光纤被动锁模光源、一个 1 μm 波段非线性频率转换装置、两级掺镱光纤放大器及一个基于透射式衍射光栅对的脉冲压缩器。掺铒锁 模光源中心波长 1.55 μm、3 dB 光谱带宽 12.9 nm、重复频率 17.5 MHz，经功率放大后注入一段 9.5 cm 高 非线性光纤中产生 1 μm 波段色散波，其中心波长 1070 nm，3 dB 光谱带宽 33 nm。将此色散波脉冲作为种 子源通过声光调制器选频后得到重复频率 1.09 MHz 的脉冲输出。随后功率放大至 11.4 W，压缩后得到平 均功率 7.7 W、10 dB 光谱宽度 21.4 nm、脉冲宽度 270 fs、峰值功率 26 MW 的飞秒脉冲激光输出。 关键词 光纤激光器；超快激光；被动锁模；啁啾脉冲放大 中图分类号 TN248 文献标识码 A
然而同样由于光纤几何形状的原因与晶体增益介质相比光纤的非线性效应阈值较低虽然大模场面积光子晶体光纤的出现令光纤中的非线性效应阈值得到了明显提高但为保证其单模传输特性及传输效率光子晶体光纤的弯曲弧度受到极大限制甚至不能弯曲且信号光及泵浦光均需使用空间耦合方式注入大大减弱了光纤激光器紧凑型的优势
啁啾光纤光栅色散的几种测量方法
啁啾光纤光栅色散的几种测量方法
程本俊;陈青山
【期刊名称】《测试技术学报》
【年(卷),期】2004(018)0z6
【摘要】简要分析啁啾光纤光栅的原理和色散特性,着重介绍了啁啾光纤光栅色散的几种测量方法,对它们采用的光源等设备、测量速度和精度方面作了比较.
【总页数】4页(P187-190)
【作者】程本俊;陈青山
【作者单位】北京机械工业学院电子信息工程系,北京,100085;北京邮电大学电子工程学院,北京,100876
【正文语种】中文
【中图分类】TJ0
【相关文献】
1.基于啁啾光纤光栅的色散均衡技术的研究 [J], 杨康;李国玉;刘剑飞;李燕
2.基于啁啾光纤光栅的色散补偿技术研究 [J], 黄艳华
3.采用啁啾光纤光栅色散补偿的长距离副载波复用光纤有线电视系统实验 [J], 宋英雄;宋建港;林如俭;范春华
4.基于激光拍频实现啁啾光纤光栅色散的测量 [J], 王旭;李小康;张豪杰;温泉;陈龙飞;王芳;刘玉芳
5.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], 唐书奎;杨直;李峰;李强龙;魏玉凤;杨小君;王屹山
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Matlab用于超短脉冲中啁啾与色散的理解
Matlab 用于超短脉冲中啁啾与色散的理解超短脉冲是谐振腔中增益与损耗达到平衡、色散与非线性达到平衡时所产生的。
超快光学中两个重要的概念就是啁啾与色散，而利用matlab 的绘图功能可以更加形象的理解这两个概念的物理意义。
一、 啁啾的概念1、 超短脉冲的光场在时域可以表示为：0(,)(,)exp{[()]}E r t A r t i t t kr(1)其中(,)A r t 为光场振幅，0 为中心频率，()t 为时域相位与啁啾相关，kr 为空间位置带来的相位变化。
由此光场的瞬时频率可表示为：0()d t dt(2) 若为常数，则不随时间而变化，这种脉冲称为傅里叶变换极限脉冲(transform limited pulse)，又称为无啁啾脉冲。
若与时间有关，则随时间而变化，称为啁啾脉冲(chirp pulse)。
当按时间的一次函数增加，则称为线性上啁啾(linear up-chirp)。
当按时间的一次函数减小，则称为线性下啁啾(linear down-chirp)。
啁啾只影响光场的相位，表现为光场振荡频率的变化，而不影响光场的强度分布。
2、 以高斯脉冲为例，用matlab 程序验证以上说明的正确性。
2.1 Z=0位置处无啁啾高斯脉冲可以表示为：2002()exp(exp()pt E t A i t (3)其中p 是与脉宽有关的量。
其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：（程序见附录）图1.1 无啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化2.2 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为：220022()exp()exp[()]pt E t A i t t (4)2为正的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：图1.2 线性上啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化2.3 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为：220022()exp(exp[()]pt E t A i t t (5)2为负的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下：图1.3 线性下啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化3、讨论从图1.1、1.2、1.3中可以看出响啁啾只影响光场的相位，表现为光场振荡频率的变化，而不影响光场的强度分布。
光脉冲的初始啁啾对单模光纤的色散效应的影响
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matlab用于超短脉冲中啁啾与色散概念的理解
matlab用于超短脉冲中啁啾与色散概念的理解Matlab用于超短脉冲中啁啾与色散的理解超短脉冲是谐振腔中增益与损耗达到平衡、色散与非线性达到平衡时所产生的。
超快光学中两个重要的概念就是啁啾与色散，而利用matlab的绘图功能可以更加形象的理解这两个概念的物理意义。
一、啁啾的概念1、超短脉冲的光场在时域可以表示为:ErtArtittkr(,)(,)exp{[()]},,，，,, (1) 0其中为光场振幅，为中心频率，为时域相位与啁啾相关，kr为空间位置,Art(,),()t0带来的相位变化。
由此光场的瞬时频率可表示为:dt,(),， (2) ,,0dt若为常数，则不随时间而变化，这种脉冲称为傅里叶变换极限脉冲(transform limitedpulse)，又称为无啁啾脉冲。
若与时间有关，则随时间而变化，称为啁啾脉冲(chirp pulse)。
当按时间的一次函数增加，则称为线性上啁啾(linear up-chirp)。
当按时间的一次函数减小，则称为线性下啁啾(linear down-chirp)。
啁啾只影响光场的相位，表现为光场振荡频率的变化，而不影响光场的强度分布。
2、以高斯脉冲为例，用matlab程序验证以上说明的正确性。
2.1 Z=0位置处无啁啾高斯脉冲可以表示为:2t()exp()exp(),,,,,EtAit (3) 002,p, 其中是与脉宽有关的量。
其光场实部、强度及频率随时间变化图如下:(程序见附录) p图1.1 无啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化2.2 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为:2t2 (4) ()exp()exp[()],,,,，,,EtAitt0022,p为正的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下: ,2图1.2 线性上啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化 2.3 Z=0位置处线性上啁啾高斯脉冲可以表示为:2t2()exp()exp[()],,,,，,,EtAitt (5) 0022,p,为负的二阶相位量，其光场实部、强度及频率随时间变化图如下: 2图1.3 线性下啁啾高斯脉冲光场实部、强度及频率随时间的变化3、讨论从图1.1、1.2、1.3中可以看出响啁啾只影响光场的相位，表现为光场振荡频率的变化，而不影响光场的强度分布。
使用三阶色散啁啾的用于双光谱光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)的装置[发明专利]
![使用三阶色散啁啾的用于双光谱光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)的装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0812ee62ec3a87c24128c402.png)
专利名称：使用三阶色散啁啾的用于双光谱光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)的装置
专利类型：发明专利
发明人：孔弘珍,李东原,朴映晧,尹镇雨,曹美贞,申载成,全炳九
申请号：CN200780022313.5
申请日：20070129
公开号：CN101473251A
公开日：
20090701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种OPCPA装置。
本发明的OPCPA包括光脉冲展宽器(100)，用于使用奇数阶色散(主要使用三阶色散)输出啁啾激光。
泵浦激光器(200)输出泵浦激光。
OPA单元(300)接收泵浦激光和啁啾激光(信号)，使用泵浦激光放大信号，并产生闲频信号。
光信号分离单元(400)将OPA单元的输出光线分离为信号、闲频信号、以及剩余光线(泵浦光)。
光脉冲压缩器(600)补偿由光脉冲展宽器所赋予的奇数阶色散所致的脉冲啁啾，从而将信号和闲频信号临时压缩在一起，所述信号和闲频信号彼此交迭。
申请人：韩国科学技术院
地址：韩国大田广域市
国籍：KR
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
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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。
展宽—放大—压前，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
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 镊子及其在生物系统中的应用”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）
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
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