CN103117507A - 一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 - Google Patents
一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103117507A CN103117507A CN2013100379475A CN201310037947A CN103117507A CN 103117507 A CN103117507 A CN 103117507A CN 2013100379475 A CN2013100379475 A CN 2013100379475A CN 201310037947 A CN201310037947 A CN 201310037947A CN 103117507 A CN103117507 A CN 103117507A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- noise ratio
- light
- optical parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明提供了一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法，其特点是在光参量啁啾脉冲放大***中的泵浦光倍频过程中，使用级联稳定倍频***，在提高泵浦光输出稳定性的同时能减小泵浦光时间波形上的起伏调制幅度，从而能在参量放大过程中能减小给啁啾信号光引入的频谱调制，最后在信号光压缩后能提高超短脉冲的信噪比。本发明适用于选用光参量啁啾脉冲放大方案的超短激光***。
Description
技术领域
本发明属于超短脉冲激光技术领域，具体涉及一种采用级联稳定倍频技术提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法。
背景技术
近几年，随着超短脉冲激光技术的日趋成熟，超高峰值功率的激光技术得到了进一步发展，峰值功率已能达到百TW或PW以上，聚焦功率密度可达到1021W/cm2。如此超高强度的激光脉冲，可以创造极端的物态条件，可用来研究相对论领域的光与物质相互作用，如超快X光激光产生、超高次谐波产生、激光尾波场粒子加速、实验室天体物理学及快点火机制等研究领域。然而超短激光装置的时间信噪比降低，对于高能短脉冲与物质相互作用是非常有害的。光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）技术是进行宽带脉冲放大的重要途径。参量放大是一个瞬态增益过程，能将泵浦光上的时间强度分布直接转换至信号光的时间强度分布。而在OPCPA***中，信号光是啁啾脉冲，放大过程中引入的时间强度分布将引起频谱调制，最终OPCPA***的信噪比将会因泵浦光时间强度调制而大大降低。泵浦光时间强度调制主要来源于泵浦光放大过程的ASE噪声叠加。要提高OPCPA***信噪比，就要减小泵浦光时间波形上的强度调制。C.Dorrer等人在泵浦光放大***中的再生放大器内，用体布拉格光栅代替普通反射镜，通过多通窄带反射实现泵浦光频谱滤波，减小泵浦光时间波形调制，实现OPCPA***的信噪比提高。然而这种方法对于大能量输出OPCPA***的作用是有限的，这是因为大能量OPCPA***的泵浦光放大***通常来说比较复杂，再生放大器只是其中前端的放大单元，其后还有长的放大器链。在再生放大器段进行频谱滤波，对最终输出的大能量泵浦光的时间波形调制影响较小，从而不能最终实现OPCPA***信噪比的明显提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法，能应用于大能量输出的光参量啁啾脉冲放大***。
本发明的提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法，其特征是，所述的方法包括如下内容：
光参量啁啾脉冲放大***中泵浦光产生放大光路所输出的基频泵浦光经过级联稳定倍频***进行倍频后，时间波形上的调制起伏幅度大大减小，然后经过第一反射镜和第二反射镜传输至光参量放大器；超短激光器产生的信号种子光经过脉冲展宽器展宽后，与倍频泵浦光同时注入至光参量放大器进行非线性参量放大，使信号种子光能量增大,放大后的信号种子光经过压缩器进行压缩输出。
所述的基频泵浦光经过级联稳定倍频***进行倍频的过程中，需要采用第一倍频晶体和第二倍频晶体级联方式，第一倍频晶体和第二倍频晶体的相关参数应与基频种子光参数匹配。
在光参量啁啾脉冲放大***中的泵浦光倍频过程中，使用两块晶体级联的稳定倍频方案，在提高泵浦光输出能量稳定性的同时减小泵浦光时间波形上的起伏调制幅度，从而能在参量放大过程中减小给啁啾信号光引入的频谱调制，最后在信号光压缩后能提高超短脉冲的信噪比。
两块晶体级联稳定倍频***中，第一块倍频晶体中仅产生弱的倍频种子光，剩余基频光和倍频种子光同时注入至第二块倍频晶体，仔细调节第一块倍频晶体中波矢方向与光轴间夹角、两块倍频晶体间的间隔实现稳定倍频输出，同时减小倍频泵浦光脉冲时间波形调制。
所述级联稳定倍频***可应用于小能量小口径倍频***中，也可应用于大能量大口径倍频***中。
所述级联稳定倍频***中，可应用各种常用的倍频非线性晶体。
采用本发明既可以改善光参量啁啾脉冲放大***输出稳定性，又可以提高光参量啁啾脉冲放大***的输出信噪比，能大大改善超短激光与物质的作用效果。本发明可广泛应用于选择光参量啁啾脉冲放大方案的超短激光***中。
附图说明
图1是本发明的方法中采用的级联稳定倍频***的光参量啁啾脉冲放大***的实施例；
图2是本发明的方法中采用的级联稳定倍频***的实施例；
图中，1.级联稳定倍频*** 2.第一反射镜 3.第二反射镜 4.脉冲展宽器 5.光参量放大器 6.压缩器 7.第一倍频晶体 8.第二倍频晶体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
图1是本发明的方法中采用的级联稳定倍频***的光参量啁啾脉冲放大***的实施例。基频光产生放大***产生的基频泵浦光经过级联稳定倍频***1进行倍频后，时间波形上的调制起伏幅度大大减小，然后经过第一反射镜2和第二反射镜3传输至光参量放大器5。超短激光***产生的信号种子光经过脉冲展宽器4展宽后，与倍频泵浦光同时注入至光参量放大器5进行非线性参量放大，使信号光能量增大。放大后的信号种子光经过压缩器6压缩后输出。由于信号光能量在放大器中得到放大，所以压缩后超短脉冲的强度大大增强。泵浦光倍频***使用了级联稳定倍频***1，时间波形上的起伏调制大大减小。在光参量放大器5中进行参量放大时，啁啾信号光上引入的频谱调制大大减小。这样压缩后超短脉冲的信噪比相对于不使用级联稳定倍频***时，信噪比将会大大提高。
图2是本发明的方法中采用的级联稳定倍频***的实施例。级联稳定倍频***中的两块Ⅰ类位相匹配第一倍频晶体7和第二倍频倍频晶体2的主轴完全平行。偏振方向平行于o轴方向的基频光经过第一倍频晶体7后产生弱的倍频光。剩余基频光和弱倍频光一起进入第二倍频晶体8中进行倍频过程。第二倍频晶体8中发生的倍频过程中，当入射基频光强变化时，输出倍频光强变化曲线会在特定晶体长度处汇聚，该处倍频光输出稳定性将大大提高。此时泵浦光脉冲时间波形上的起伏调制幅度也会大大减小。这种时间波形调制幅度的减小将在参量放大器5中所发生的参量放大过程中，减小给啁啾信号光引入的频谱调制，从而在信号光经过压缩器6压缩后，能实现信噪比的提高。
上述实施例只是给出了Ⅰ类位相匹配的级联稳定倍频***方案，并没有描述所有的可能。实际上，级联稳定倍频***还可以应用于Ⅱ类位相匹配的倍频***。还可以将Ⅰ、Ⅱ类位相匹配倍频混合使用，一起组成级联稳定倍频***。将本发明运用于上述倍频***，也为本发明所涵盖的范围。
Claims (2)
1.一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法，其特征在于，所述的方法包括如下内容：
光参量啁啾脉冲放大***中泵浦光产生放大光路所输出的基频泵浦光经过级联稳定倍频***（1）进行倍频后，时间波形上的调制起伏幅度大大减小，然后经过第一反射镜(2)和第二反射镜(3)传输至光参量放大器(5)；超短激光器产生的信号种子光经过脉冲展宽器(4)展宽后，与倍频泵浦光同时注入至光参量放大器(5)进行非线性参量放大，使信号种子光能量增大,放大后的信号种子光经过压缩器(6)进行压缩输出。
2.根据权利要求1所述的提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法，其特征在于：所述的基频泵浦光经过级联稳定倍频***（1）进行倍频的过程中，需要采用第一倍频晶体(7)和第二倍频晶体（8）级联方式，第一倍频晶体(7)和第二倍频晶体（8）的相关参数应与基频种子光参数匹配。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100379475A CN103117507A (zh) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100379475A CN103117507A (zh) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103117507A true CN103117507A (zh) | 2013-05-22 |
Family
ID=48415814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013100379475A Pending CN103117507A (zh) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103117507A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108107020A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-01 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种材料非线性折射率系数的测量装置及测量方法 |
-
2013
- 2013-01-31 CN CN2013100379475A patent/CN103117507A/zh active Pending
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 刘红军 陈国夫 赵卫 王屹山 赵尚弘: "用光学参量啁啾脉冲放大技术产生TW级激光脉冲***的最优化设计", 《物理学报》 * |
| 朱鹏飞 钱列加 薛绍林 林尊琪: "基于"神光-Ⅱ"装置的飞秒拍瓦级光学参量啁啾脉冲放大的特性分析与***设计", 《物理学报》 * |
| 邓青华: "光参量啁啾脉冲放大***关键技术研究", 《中国工程物理研究院博士学位论文》 * |
| 邓青华; 张小民; 丁磊; 唐军; 谢旭东; 卢振华; 赵润昌; 董一方: "应用级联倍频方法提高倍频***输出稳定性研究", 《物理学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108107020A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-01 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种材料非线性折射率系数的测量装置及测量方法 |
| CN108107020B (zh) * | 2018-02-07 | 2023-09-19 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种材料非线性折射率系数的测量装置及测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106329302B (zh) | 宽带激光泵浦的双啁啾光参量放大方法及装置 | |
| CN104391416B (zh) | 一种中红外啁啾脉冲放大装置 | |
| CN101764341B (zh) | 载波包络相位稳定的宽带光学参量啁啾脉冲放大激光*** | |
| JP2012256035A (ja) | レーザパルスのチャーピング及びストレッチング、及びそれに続くパワー増幅に基づく狭スペクトル線幅を有するレーザパルスの生成 | |
| CN103872568B (zh) | 消除高阶色散的啁啾脉冲展宽压缩放大*** | |
| CN103605249B (zh) | 一种双泵浦啁啾补偿光参量放大方法及装置 | |
| CN104283097A (zh) | 一种780nm的高功率光纤飞秒激光器 | |
| Jullien et al. | High-fidelity front-end for high-power, high temporal quality few-cycle lasers | |
| CN103208734A (zh) | 稳定的高对比度飞秒激光脉冲种子源 | |
| CN202276060U (zh) | 一种自拉曼变频自锁模固体激光器 | |
| CN104600554A (zh) | 宽带高效激光放大装置 | |
| CN103117507A (zh) | 一种提高光参量啁啾脉冲放大***信噪比的方法 | |
| CN111082292A (zh) | 准连续或连续啁啾脉冲放大的光纤激光*** | |
| Kumar et al. | Generating ultrashort visible light pulses based on multidimensional solitary states in gas-filled hollow core fiber | |
| CN108649420A (zh) | 基于串行opa的超宽带高通量啁啾脉冲放大器 | |
| CN203056358U (zh) | 一种脉冲泵浦型驻波谐振腔纳秒脉冲激光器装置 | |
| CN105161960A (zh) | 波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置 | |
| CN204088868U (zh) | 一种780nm的高功率光纤飞秒激光器 | |
| CN210723684U (zh) | 一种无脉冲拖尾的百皮秒激光器 | |
| CN110544868B (zh) | 一种啁啾方波脉冲放大激光*** | |
| CN102664342A (zh) | 光学参量啁啾脉冲放大器 | |
| CN203012313U (zh) | 一种获得高功率宽带绿光光学频率梳的装置 | |
| Polyanskiy et al. | The 9.2 μm, 2 ps, multi-terawatt laser at the Accelerator Test Facility (ATF) of Brookhaven National Laboratory | |
| CN112803234B (zh) | 一种基于拉曼增益的自相似脉冲整形展宽器的全光纤啁啾脉冲放大*** | |
| CN103715591A (zh) | 一种基于光谱调节的光纤激光器及其实现方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130522 |