超短激光脉冲在空芯光纤中的非线性压缩研究
发布时间：2017-08-23 14:27
本文关键词：超短激光脉冲在空芯光纤中的非线性压缩研究
更多相关文章： 脉冲压缩 空芯光纤 自相位调制 分子相位调制 周期量级
【摘要】：只有几个光学周期宽度的超短激光脉冲可以广泛用于研究超快动力学对于不同的领域比如物理、化学、生物和材料科学。由于高的电离势,充有惰性气体的空芯光纤是获得高能量周期量级脉冲的常用方法基于自相位调制效应。然而,产生的周期量级脉冲的中心波长通常被限制在800纳米附近区域。另一种获得周期量级脉冲的方法是充有分子气体的空芯光纤压缩器。基于分子的相位调制,使用泵浦探测装置,我们能够得到频率可调谐的周期量级脉冲,其可作为调谐的源。本文主要研究了高能量周期量级脉冲的产生通过使用充有原子或分子气体的空芯光纤。主要的研究成果总结如下:1.我们理论研究了10毫焦、62飞秒、3.6微米激光脉冲的非线性压缩在充有氩气和1000微米内径的空芯光纤中。使用气压梯度,我们得到了高强度18.3飞秒(~1.5周期)的脉冲在3.6微米处并且仅通过二氟化钙晶体补偿压缩。此外,对于一给定的带宽,我们显示了最优光纤长度和耦合效率之间的关系。这些结果对设计和使用空芯光纤压缩高能量、长波长脉冲是有用的。2.我们理论调研了探测脉冲的中心波长调谐基于超快分子相位调制在充有氮气的空芯光纤中。使用一束高强度泵浦能量、增加气体压强、降低气体温度和使用双泵浦脉冲能够有效地加强波长调谐。在合适的泵浦参数下,实现几百个纳米波长调谐。这种方法给我们提供另外一种调谐超短激光脉冲中心波长的方式。3.我们理论显示了一种产生周期量级和频率调谐激光脉冲的压缩方法基于充有氮气的空芯光纤。分子相位调制能给予探测脉冲一个正或负的啁啾并且允许压缩脉冲有几十个纳米的波长调谐,其能被用为一可调谐的源。除了以上结果外,我们还比较了这两种产生周期量级脉冲的压缩方法,并且讨论了它们的优缺点。
【关键词】：脉冲压缩 空芯光纤 自相位调制 分子相位调制 周期量级
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253;TN24
【目录】：
- 摘要6-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 综述11-16
- 1.1 引言11
- 1.2 超短激光脉冲的发展简介11-12
- 1.3 超短激光脉冲的产生方法12-15
- 1.3.1 基于原子气体空芯光纤的压缩12-14
- 1.3.2 基于分子气体空芯光纤的压缩14-15
- 1.4 本论文结构15-16
- 第二章 脉冲在空芯光纤中传输的基本理论16-27
- 2.1 空芯光纤的基本特性16-24
- 2.1.1 空芯光纤的耦合效率16-17
- 2.1.2 空芯光纤的线性损耗17-18
- 2.1.3 空芯光纤的色散18-20
- 2.1.4 空芯光纤的自陡峭效应20
- 2.1.5 空芯光纤的自相位调制效应20-21
- 2.1.6 空芯光纤的电离效应21-22
- 2.1.7 空芯光纤的等离子体效应22-23
- 2.1.8 空芯光纤的分子相位调制效应23-24
- 2.2 脉冲在原子气体空芯光纤中的传输模型24-25
- 2.3 脉冲在分子气体空芯光纤中的传输模型25-26
- 2.4 本章小结26-27
- 第三章 基于原子气体空芯光纤的脉冲压缩研究27-44
- 3.1 飞秒抛物线脉冲压缩27-31
- 3.1.1 前言27
- 3.1.2 结果与分析27-31
- 3.1.3 结论31
- 3.2 皮秒啁啾脉冲压缩31-37
- 3.2.1 前言31-32
- 3.2.2 结果与分析32-37
- 3.2.3 结论37
- 3.3 中红外高能量脉冲压缩37-43
- 3.3.1 前言37-38
- 3.3.2 结果与分析38-42
- 3.3.3 结论42-43
- 3.4 本章小结43-44
- 第四章 基于分子气体空芯光纤的脉冲压缩研究44-63
- 4.1 啁啾脉冲激发CO分子取向44-49
- 4.1.1 前言44
- 4.1.2 结果与分析44-49
- 4.1.3 结论49
- 4.2 中心波长超宽带调谐49-56
- 4.2.1 前言49-50
- 4.2.2 结果与分析50-55
- 4.2.3 结论55-56
- 4.3 波长可调谐的周期量级脉冲压缩56-61
- 4.3.1 前言56
- 4.3.2 结果与分析56-61
- 4.3.3 结论61
- 4.4 本章小结61-63
- 第五章 基于原子或分子气体脉冲压缩的比较与总结63-71
- 5.1 前言63
- 5.2 原子气体的脉冲压缩63-66
- 5.3 分子气体的脉冲压缩66-70
- 5.4 总结与展望70-71
- 参考文献71-78
- 黄志远攻读硕士学位期间发表的论文和获得的奖励78-80
- 发表的论文78-79
- 获得的奖励79-80
- 致谢80-82
- 个人简历82
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本文编号：725562
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