摘要：为实现高重复频率、百毫焦、高光束质量皮秒激光的输出,基于激光谐振腔设计方法,设计了Yb∶YAG双碟片再生放大器。采用啁啾脉冲放大技术路线,实现了重复频率为1 kHz、单脉冲能量为110 mJ、脉冲宽度为2.1 ps、光束质量因子M^(2)1 h的平均输出功率稳定性均方根值为0.56%@120 W。研究结果对于大能量高重复频率碟片激光器的发展有着重要意义。

摘要：傅里叶变换微波光谱仪是测量分子转动跃迁的主要工具,是研究分子转动光谱学的重要仪器。以量子力学为基础的转动光谱学对物质分子的结构分析以及破解射电望远镜所捕获的深空分子信号至关重要,这使得微波光谱仪在相关领域能发挥不可或缺的作用。目前,世界各国都在致力于研制和改进微波光谱仪以提高仪器的分辨率、灵敏度、以及应用范围,我国也正在该类仪器研制上进行积极的探索,期望为该领域做出应有的贡献。介绍了一种工作频段在1~18 GHz的宽带啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪的设计和研制。该光谱仪用于线性频率扫描的宽带啁啾脉冲信号由采样速率为1.25 GS·s^-1的任意波形发生器产生。宽带啁啾脉冲信号经混频和放大后可覆盖特定的频率范围,随即通过喇叭天线传播到样品真空室与超音速膨胀的气相样品分子束相互作用。样品分子被激发后发出的分子自由感应衰减信号由接收电路导出并放大,然后直接在高速数字示波器上数字化。该微波光谱仪的诸多电子器件均由计算机控制,利用开发的LabVIEW程序可实现仪器的自动化控制。应用气体喷嘴技术能有效降低待测样品气体束在检测室的转动温度,使仪器获得更好的检测灵敏度。应用多脉冲自由感应衰减技术能大幅度提高信号采样频率从而进一步提高仪器灵敏度。利用实验室研制的啁啾脉冲式傅里叶变换微波光谱仪对盐酸和叔丁醇的化学反应进行了监测,并成功检测到了该反应的产物叔丁基氯。通过测量天然丰度下反应产物叔丁基氯及其单取代37Cl同位素异数体的分子转动光谱数据,并利用光谱分析软件拟合这些数据后得到了叔丁基氯精准的光谱参数(转动常数,离心畸变常数,核四极耦合常数等)和分子结构信息。将以上参数和结构信息与高斯计算结果对比后证实了本实验宽带光谱仪检测到的光谱数据具有高精准度。通过对比前人所测的光谱数据进一步展示了该实验宽带光谱仪在低频范围内杰出的测试性能。

摘要：飞秒光学参量振荡器(OPOs)是一种高效灵活的波长转换系统,可以在传统激光增益介质无法有效工作的波段内产生超短脉冲激光。宽光谱超短脉冲激光光源在多分子检测、光学相干断层成像和超快科学等新兴领域具有重要的应用价值。通过相位匹配设计,非线性晶体可以获得极大的参量增益带宽。而如何利用大增益带宽的非线性材料,基于飞秒OPO来产生宽谱激光逐渐成为近几年的研究热点。本文综述了近些年国内外飞秒OPO腔内光谱展宽技术的研究进展,重点介绍了本课题组基于腔内光谱合束、啁啾脉冲振荡、腔内脉冲压缩等技术方案实现飞秒OPO宽谱输出的研究成果。

摘要：基于Yb∶YAG单碟片模块设计并搭建了激光再生放大器,实现了重复频率为1 kHz、脉冲能量为107 mJ、脉冲宽度为1.2 ns的近衍射极限激光输出,x的光束质量因子(M^(2)_(x))和y方向的光束质量因子(M^(2)_(y))分别为1.07与1.05,光光转换效率为11%。激光中心波长为1031.7 nm,光谱宽度为2.04 nm,该光谱宽度支持将激光的脉宽压缩至735 fs。据我们所知,这是国内首次使用单碟片激光再生放大器实现重复频率为1 kHz、单脉冲能量为107 mJ的激光输出。

摘要：在单发、超快时间分辨的测量技术中,线性啁啾脉冲和光谱仪的结合使用是一种常见方法.本文以成像型光谱仪为记录系统,利用线性啁啾脉冲的频-时对应关系,设计了一种应用于自由面速度超快测量的速度干涉仪.理论研究了其工作原理和适用范围,该速度干涉仪可以实现皮秒量级的时间分辨,且速度灵敏度可调、易调,大大拓宽了速度干涉仪的应用范围.数值模拟了系统的测速过程,结果表明,重建速度信号与给定物体速度符合得很好,进一步验证了系统的可行性.

摘要：啁啾脉冲频谱干涉仪是一种常用的高时间分辨连续测试仪器,但是时间分辨能力和测试量程之间的相互制约关系限制了其在超快变化、大时间尺度物理过程研究中的应用。利用线性啁啾脉冲序列和耦合光谱仪的条纹相机记录系统,设计了一种扫描频谱激光干涉仪。通过理论分析和数值模拟研究了扫描频谱激光干涉仪的工作原理,论证了其可行性,该干涉仪可以实现相位扰动信号的精确测量,且具有相当于啁啾脉冲频谱干涉仪的高时间分辨能力和数倍的测试量程。数值模拟分析了条纹相机采样时间对扫描频谱激光干涉仪测量结果的影响,发现在无噪声情况下,采样时间对测量结果的影响可以忽略,但是当存在数据噪声时,测量误差会随着采样时间的减小而增大。

摘要：根据啁啾脉冲宽带放大动力学理论,采用数值模拟的方法对啁啾脉冲在钕玻璃多程放大系统中的放大特性及脉宽压缩特性进行了系统分析。首先分析了光谱未预补偿情况下,放大系统不同输入参数配置对放大脉冲各参数特性以及压缩后脉冲脉宽、信噪比的影响。利用基于修正输入的正向反馈迭代方法,获得了输出脉冲一定的情况下,所需要的输入脉冲波形和频谱分布。最后,将啁啾脉冲扩展至三维空间,反演分析计算小信号增益系数在空间非均匀分布时的脉冲放大特性,给出啁啾宽带放大计算中数据量大的解决方法。本文结果对高功率钕玻璃多程放大系统的啁啾脉冲放大优化设计有一定的参考意义。

摘要：在理论上系统地研究了具有脉冲扩展功能的时间望远镜系统 ,时间望远镜主要是利用啁啾脉冲非线性参量转换过程实现的 ,它具有较高的转换效率和输出傅氏变换极限长脉冲的特点 .理论研究和数值模拟计算发现非线性晶体的群速度失配是造成时间像差和转换效率下降的主导因素 ,在此基础上提出了时间望远镜系统在设计中所应遵循的基本准则 ,在实验上成功地将 70fs光脉冲扩展成了近傅氏变换极限的 6 0ps长脉冲 .

摘要：等离激元具有独特的物理特性,在许多研究领域得到了重要应用。目前,在微观尺度下等离激元与物质作用动力学演化的相干控制,正广受关注。本文分别模拟了入射光为单色连续光、正啁啾脉冲与负啁啾脉冲时,非对称金纳米十字结构的光学响应。发现当采用单色连续光照射时,纳米结构中热点的空间位置具有很好的稳定性,正啁啾脉冲时能够激发产生两种共振模式,并对等离激元场在不同结构位置的时间演化规律进行了分析。当采用负啁啾脉冲时,两种共振模式的激发顺序相反,实现了对等离激元时空演化的有效调控。该研究对于等离激元纳米器件设计和优化具有重要意义。