【正文】 .............................................................................9.....................................................................................10............................................................................................................................12.....................................................................................12.................................................................................13 棱鏡對(duì)的正負(fù)色散....................................................................................................145 OFFNER無象差展寬器群速度色散.........................................................................15........................................................................................................................15........................................................................................................16........................................................................................................................18 Matlab仿真分析............................................................................................................196. 小結(jié)..................................................................................................................................197. 參考文獻(xiàn).......................................................................................................................208. 致謝................................................................................................................................21 摘 要 超短激光脈沖技術(shù)一直受到各國科學(xué)家的高度重視并取得了迅速發(fā)展．其根本原因是它在科學(xué)研究和頹技術(shù)領(lǐng)域有十分廣泛的用途。2．本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題、解決的思路及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 本題的關(guān)鍵在于掌握使用光線追跡法計(jì)算Offner展寬器中光路的總長度，然后計(jì)算Offner展寬器的色散量,然后利用以上結(jié)論計(jì)算把20飛秒的激光脈沖展寬到200皮秒所需的色散量，然后設(shè)計(jì)滿足該要求的Offner展寬器的各個(gè)參數(shù)3．完成本課題的工作方案（1）查閱相關(guān)前沿資料,對(duì)目前國內(nèi)外在這方面的研究狀況有詳細(xì)的了解，寫出開題報(bào)告。主要參考書目(資料)：Jie Jiang, Zhigang Zhang and Toshifumi Hasama, Evaluation of chirpedpulseamplification systems with Offner triplet telescope stretchers, J. Opt. Soc. Am. B, 2002, 19, 678683 主要儀器設(shè)備及材料：計(jì)算機(jī)及相應(yīng)資料論文(設(shè)計(jì))過程中教師的指導(dǎo)安排：每周五下午在三號(hào)實(shí)驗(yàn)樓222室答疑一次對(duì)計(jì)劃的說明： 指導(dǎo)教師簽字： 2012年 3 月 日西安郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 課題名稱： CPA系統(tǒng)中展寬器的群速度色散計(jì)算 電子工程學(xué)院 學(xué)院 光電子技術(shù)系 系（部） 光電信息工程 專業(yè) 班學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 段作梁 報(bào)告日期： 2012 年 3 月 日 1．本課題所涉及的問題及應(yīng)用現(xiàn)狀綜述 飛秒激光器：飛秒激光器對(duì)時(shí)間的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于影視器材，經(jīng)計(jì)算，我們可以看到更快速、更微妙的運(yùn)動(dòng)，例如綠色植物的光合作用過程、細(xì)胞的分裂過程、電子圍繞原子運(yùn)動(dòng)的過程等等。———— 了解飛秒激光諧振腔鎖模機(jī)理，然后了解 在TW量級(jí)飛秒激光系統(tǒng)中的啁啾脈沖放大技 術(shù)（CPA），以及掌握計(jì)算光柵對(duì)、棱鏡對(duì)等展 寬器中群速度色散的計(jì)算方法。 西 安 郵 電 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目： CPA系統(tǒng)中展寬器的群速度色散計(jì)算 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 系 部： 光電子技術(shù)系 專 業(yè)： 光電信息工程 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱：  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 學(xué)生姓名指導(dǎo)教師職稱 學(xué) 院電子工程學(xué)院系 部光電子技術(shù)系專 業(yè)光電信息工程題 目CPA系統(tǒng)中展寬器的群速度色散計(jì)算任務(wù)與要求1. 按以上題目,首先學(xué)會(huì)查閱相關(guān)前沿資料,對(duì)目前國內(nèi)外在這方面的研究狀況有詳細(xì)的了解，寫出開題報(bào)告。 ———— 掌握使用光線追跡法計(jì)算Offner展寬器 中光路的總長度然后計(jì)算Offner展寬器的色 散量。但是，飛秒激光器只能以波紋的形式將它們展示出來。（2）了解飛秒激光諧振腔鎖模機(jī)理，然后了解在TW量級(jí)飛秒激光系統(tǒng)中的啁啾脈沖放大技術(shù)（CPA），以及掌握計(jì)算光柵對(duì)、棱鏡對(duì)等展寬器中群速度色散的計(jì)算方法。飛秒激光技術(shù)的發(fā)展，已使超短激光，脈沖寬度很容易達(dá)到幾十fs。該技術(shù)不是將超窄脈沖直接放大,而是先將起其展寬,再放大,最后壓縮。給出了解析表達(dá)式，與文獻(xiàn)中的一致。超短超強(qiáng)光脈沖的產(chǎn)生，不僅提供了探索自然界奧秘的重要手段，同時(shí)也把光與物質(zhì)相互作用帶到了前所未有的領(lǐng)域。2超短激光脈沖超短激光脈沖技術(shù)一直受到各國科學(xué)家的高度重視并取得了迅速發(fā)展．其根本原因是它在科學(xué)研究和頹技術(shù)領(lǐng)域有十分廣泛的用途。超短脈沖使人們得以從未達(dá)到的時(shí)標(biāo)追循微觀世界的超快弛豫過程，以從未有過的光強(qiáng)度水平研究光與物質(zhì)的相互作用。目前己經(jīng)可以制造出接近甚至不足一個(gè)光學(xué)振蕩周期的激光脈沖。至80年代中，對(duì)撞鎖模環(huán)形染料激光器的脈沖寬度達(dá)到了27飛秒(fs)。它的出現(xiàn)掀起了國際上發(fā)展飛秒激光技術(shù)與應(yīng)用飛秒脈沖的熱潮。 高時(shí)間分辨率：超短脈沖的脈寬在ps、fs甚至更短，能夠作為測(cè)量固體物理、化學(xué)、生物材料等領(lǐng)域超快物理過程的測(cè)量工具。高帶寬在光通信方面非常重要。就空間角度而言，空間分辨率已經(jīng)從微米向納米發(fā)展。飛秒激光脈沖的放大壓縮技術(shù)也獲得驚人的發(fā)展。同步泵浦鎖模連續(xù)波染料激光器提供了調(diào)諧范圍廣的ps光脈沖。正如在皮秒脈沖技術(shù)一節(jié)中討論的那樣． 自相位調(diào)制和群速光脈沖的技術(shù)主要是采用對(duì)撞脈沖環(huán)型染料激光器。這種效應(yīng)主要來自于腔內(nèi)的光學(xué)元件，如t反射鏡．玻璃．染料溶劑和染料等。 鎖模簡介普通的多縱模激光器，即所謂的自由振蕩激光器，各個(gè)縱模的位相都是彼此獨(dú)立無關(guān)的。如果在鎖模狀態(tài)，各個(gè)縱模相互關(guān)聯(lián)，它們具有相同的位相。按調(diào)制的方式分，又主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模兩類。被動(dòng)鎖?？捎稍肼暆q落模型解釋，它具有兩個(gè)閾值條件。3啁啾脈沖放大技術(shù)高峰值功率高強(qiáng)度的產(chǎn)生，主要?dú)w功于CPA技術(shù)和寬帶高增益介質(zhì)的出現(xiàn)。 CPA的發(fā)展及現(xiàn)狀 G. Mourou 及其合作者于 80 年代末提出了啁啾脈沖放大（CPA）的概念。在早期的 CPA 演示實(shí)驗(yàn)中，光纖的正色散被用來展寬脈沖，而 Treacy 型光柵對(duì)所提供的負(fù)色散被用作對(duì)啁啾脈沖進(jìn)行“還原”。當(dāng) R 超過上述數(shù)值時(shí)，被壓縮后的超短脈沖將帶有嚴(yán)重的脈沖前后次峰，影響激光脈沖的信噪比。 CAP放大技術(shù)的原理Martinez型光柵展寬器（提供正群速度色散GDD）的發(fā)明，才真正使得CPA成為成熟的超短脈沖放大技術(shù)。這通常需要激光脈沖通過放大介質(zhì) 10－100 次；⑷激光放大結(jié)束以后，Treacy型光柵壓縮器將已放大的啁啾脈沖還原或再壓縮為超短脈沖。目前，用于放大的介質(zhì)主要有摻Nd3+和Ti3+兩大類。 群速度色散的補(bǔ)