超短脈沖放大過程中的脈寬和光譜特性(編輯修改稿)
2024-10-07 19:21 本頁面
【文章內容簡介】 世界的前沿話題。研究超短激光在其傳輸以及放大過程中由放大器窗鏡引起的自相位調制效應以及群速度色散等非線性效應對激光脈沖的脈寬帶寬及光譜的影響。從而可以根據(jù)研究找出這些非線性效應對脈寬及光譜的影響機制，采取對應的科技手段，按人類及研究的需要。對超短脈沖激光進行人為的壓縮和放大，服務人類，因此這項研究具有深遠的意義。 超短脈沖激光在其 傳輸過程和放大過程中，當其在介質中傳播時，會有一些非線性效應發(fā)生。如自相位調制及群速度色散效應。這兩種非線性效應，會使超短脈沖激光的光譜產生壓縮或放大的效果。因此對超短脈沖的激光的真實性會產生影響，因此不便于研究其真實性。為了更好準確地研究超短脈沖激光，我們要人為地消除一些非線性效應對脈寬及光譜的影響。通過多年的光科學探究、分析、及推導，得出了實驗條件對光譜和脈寬真實性的影響，以便在今后實驗條件的控制減弱非線性效應的影響。實驗室一般采用棱鏡介質減弱非線性效應，對脈寬進行壓縮和放大。對過實驗研究我們得出結論。 在放大的過程，自相位調制與群速度色散效應對脈寬的展寬程度有相加強的作用，有些非線性效應，如介質的增益和窄化效應，以及 SPM效應，對超短脈沖激光的輸出帶寬的影響很小。由于可以引入啁啾補償，所以對超短脈沖激光脈寬進行壓縮和放大是可行的，這也為該論題的研究提供理論基礎。 ： 在介紹研究意義之前，首先讓我們來認識一下什么樣的脈沖激光叫做超短脈沖激光。一般來說脈寬小于 （ 1ps=1012 s ） 量級的脈沖叫做超短脈沖激光。又因為超短脈沖激光在放大過程易產生一些非線性效應，如自相位調制（ SPM）效應 ，各群速度色散效應（ GVD），這些效應可以引起超短脈沖激光的脈寬和帶寬的大小。因此我們可以通過研究該論題，得出非線性效應影響超短脈沖激光在放大過程中脈寬和光譜特性的機制，近而可以得出結論。以便今后可以通過人為的改變實驗條件，來減小超短脈沖激光在介質中傳輸時非線性效應如 SPM和 GVD 對脈寬和光譜特性的影響。從而可以將超短脈沖激光可以在人類的控制下得到最大的應用和利用，從而可以更好地服務于人類。 例如人類已經(jīng)通過研究得到了一種寬帶摻鋇寶石激光晶體。這使得超短脈沖激光得到了迅速的發(fā)展。對超短脈沖 的研 究從古到今，超短脈沖在帶寬上可以小于 4fs(1fs=1015s)。這使得激光脈沖的峰值功率很大很大，這樣的光波的光強很大。因此可以通過對超短脈沖激光的研究我們可以得到高功率，高光強，高能量的激光。這便人類獲得了高能光源成為可能。這種超高功率，超高聚焦光強的激光是探索在十分特別條件下物質行為的重大科學研究的基本手段。通過 CPA 核心技術，這使得建造峰值功率 1PW CPA 的裝置技術日趨成熟。從便用此裝置在將來更好地服務于 7 / 13 超短脈沖放大過程 中的脈寬和光譜特性 7 人類。由此可見對超短脈沖激光放大過程中，脈寬和光譜特性在前人的研究上更加深一步的研究，人 類必會了解，發(fā)現(xiàn)探索出更加驚人的成果，服務于人，加深人類對超短脈沖激光的本質認識。 8 / 13 超短脈沖放大過程 中的脈寬和光譜特性 8 2．激光脈沖放大過程中的脈寬和光譜特性 超短脈沖傳輸?shù)幕纠碚撝R 在介紹超短脈沖激光在介質中傳輸?shù)幕纠碚撝R之前，讓我先認識一下什么叫超短脈沖激光的脈沖寬度和光譜寬度。讓我們來了解一下這兩個概念是否表示同一物理量的區(qū)別，二者的區(qū)別空間在哪里呢？以及與超短脈沖激光相關的物理量，如光脈沖電場的表示及含義等等。 在物理學中， 光脈沖寬度 rp定義為光脈沖強度分布最大值 1/2 的全寬度（ FWHM），而光脈沖的光譜寬度 Δ WP則定義為光脈沖強度分布的全寬度即（ FWHM）。同樣，對光脈沖寬度和光譜寬度可以有不同的定義。光脈沖寬度可以有另一種定義：脈沖寬度 T 為脈沖強度分布最大值 1/2的 1/e,而光譜寬度 Δ W為光譜強度最大值的 1/2 的 1/e 倍。由于光脈沖電場的時間和光譜特性可以通過傅里葉變換，找到兩者之間的關系。即光脈沖和光譜特性可以通過傅里葉變換彼此相關的。因此光譜寬度和脈沖寬度不可以單獨變化的。光譜寬度和脈沖寬度滿足關系： (1) (2) 式中 CB=,T0= p/ (對高斯波形分布 ) 電磁場光波及電磁波可以 用電場隨時間和空間的變化來完全表示出來。光波電場則可以表示為： ,t） = (3) 以上是光波電場的向量表示，光波電場同樣可以用復數(shù)的形式表示出來， (4) 用復數(shù)電場表示的電場包絡可以表示為
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1