基于色散扫描法的超短激光脉冲特性测量技术研究

发布时间：2020-12-06 20:45

　　随着近现代激光技术的发展,短脉宽、高峰值能量的激光成为当前的研究热点。从最初的连续波激光器到脉冲激光器,激光脉冲的脉宽从微秒量级一直发展至今日,飞秒激光器稳定而广泛的应用,实验室中则研究出了达到阿秒（10-18s）量级的脉冲。利用高次谐波效应,超短脉冲可以达到周期量级,甚至分离为单阿秒脉冲,供科学家对物理过程和化学反应进行阿秒时间尺度的观察和控制。这种激光脉冲光谱谱宽极宽、峰值功率高达拍瓦（1015W）,其脉冲宽度和相位分布是激光的重要特性,准确快速的测量脉冲宽度和相位分布对于其在各个领域的应用有重要意义。目前成熟的脉宽测量方法有自相关法、频率分辨光学快门法,光谱相位相干直接电场重构法等。近年出现的多光子脉间干涉相位扫描和色散扫描法则可以通过迭代算法同时获取脉冲的脉宽和相位分布特性。其中色散扫描法的原理清晰可证,利用啁啾色散对二次谐波的影响,通过分析二次谐波频谱的行迹图来还原入射脉冲的相位分布特性;实验装置简单,无任何分束合束,采用离轴抛物镜的设计进一步使光路紧凑;迭代算法与频率分辨光学快门法等成熟手段相仿,其算法有多种可参考方案。本文针对实验室具体需求设计搭建了一台色散扫描仪并撰写了... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

通过Maflab模拟得到图像

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文注意到 k(¨) ik2πTt是周期为 T 的函数，故 k 取不同值时的周期信号具有谐波关系（即它们都具有一个共同周期 T）。k=0 时，（1）式中对应的这一项称为直流分量，k=1 时具有基波频率 πT，称为一次谐波或基波，类似的有二次谐波，三次

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文第3章 仿真分析及装置搭建3.1 关于测量的仿真色散扫描法中通过精确调整光路来获取实验数据和随后的数据分析过程同样重要。计算机技术为大量计算量的数据分析提供了基础，往往函数的积分等计算需要大量的计算量，迭代过程动辄几百次，对于精度的要求也很大。许多模拟仿真程序如Comsol、Ansys 等，均内置了复杂的物理仿真环境，可以在可视化的界面上布置不同的材料（玻璃、特殊电介质、超界面等）、外置环境（电磁场、光场、声波源）、甚至可以对某些临界值做出特殊编辑，模拟出实验中难以达到的效果。如今，这样的模拟在各个科研领域都有广泛的应用，节省了大量的人力财力，也节省了许多用于实验的时间，对于进一步的实验有很好的指导作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]超快光学与超强激光技术前沿研究[J]. 李儒新,程亚,冷雨欣,曾志男,姚金平,曾斌,李贵花,张宗昕,徐至展.  中国科学:信息科学. 2016(09)
[2]求解无约束最优化问题算法比较[J]. 高蒙.  市场周刊(理论研究). 2014(05)
[3]约束最优化问题的非线性无约束方法[J]. 杨晓琪.  重庆师范大学学报(自然科学版). 2004(02)
[4]超快激光的新前沿——阿秒科学[J]. 苍宇,魏志义,张杰.  物理. 2001(11)

博士论文
[1]中红外驱动光源及阿秒脉冲产生的机制研究[D]. 张庆斌.华中科技大学 2011



本文编号：2902004