基于准相位匹配参量过程的带宽及信噪比研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：玉1恼抒签字日期：抄胁年卵幽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理研究院研究生部有关保存、使用学位论文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部门或机构，同时授权中国工程物理研究院研究生部可以将学位论文全部或部分

2、内容编入有关数据库进行检索，可以影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：i、)洒坶签字目期：。b【m年I；月珏日导师签名：蹦易签字日期：奠m7(【年芗月如日万方数据摘要光参量啁啾脉冲放大技术(OPCPA)具有大带宽、单程高增益以及低于10甚预脉冲输出的特点，是获得高能、高功率超短激光脉冲的主要技术手段之一。在光参量放大中，不同于传统双折射非线性晶体材料(BBO、[130)，准相位匹配晶体具有非线性系数大、工作波长范围广、可设计性高和避免e光走离等优点。本论文立足于准相位匹配材料，对超短脉冲光参量放大系统中的带宽和信噪比问题进行了理论探讨和研究，主要内容包括以下几

3、点：第一：基于准相位匹配晶体的光参量放大原理。通过对耦合波方程组进行数值求解，建立了数值模拟程序。分析了周期性极化晶体实现准相位匹配的偏振配置条件，为实验布置光路提供指导。总结比较了三种常用的周期性极化晶体(LiN03、KTP和LiTa03)的物理特性，可为超宽带参量放大的晶体选型提供参考。第二：基于准相位匹配晶体的光参量放大过程，研究了极化结构参数对参量带宽的影响，通过引入光栅矢量缸可以实现对光参量过程的频谱调制和控制。分析了宽带泵浦、宽带啁啾泵浦对参量带宽的影响。通过数值计算模拟了啁啾极化晶体中不同频率成分的增益情况，为获得超宽带参量放大提供理论依据。第三：针对“神光II”拍瓦系统

4、的OPCPA前端信噪比开展了实验测量工作，研究了光谱整形对提升信噪比的影响。基于准相位匹配的参量放大技术，设计了一种高信噪比种子源技术方案，可获得优于1010的信噪比，可用于替代现有拍瓦系统飞秒锁模振荡种子源。关键词：超短脉冲、光参量放大、准相位匹配、啁啾极化晶体、参量带宽、信噪比万方数据AbstractOpticalparametricchirpedpulseamplification(OPCPA)hasalargebandwidth，highsingle-passgainandlowpre—pulsesignal．noiseratio(SNR)betterthan10一，which

5、makesitanessentialmethodforhigh-powerultrashortpulselasers．ComparedtoconventionalbireffingentnonlinearcrystalslikeBBOandLBOinOPA，quasi—phase—matchingcrystalshavemanyadvantagesovertraditionalones，likebignonlinearcoefficient，largeworkingwavelengthrange，moredesignableandavoidwalking—offeffect．Inthi

6、spaper,basedonthequasi-phase—matchedmaterials，bandwidthandSNRofultrashortpulseparametricamplificationaregoingtobediscussedandtheoreticalstudies．Themainworkofthispaperincludesthefollowings：1．QPMprinciplesinOPA．Three-waveparametriccoupledequationsaredcrivcdandnumericallysimulated；QPMprinciplesandp

7、olarizationconditionsarediscussedtoinstructtheexperiment．Physicalpropertiesofcommonperiodicallypoledcrystals，likeLiN03，KTP,LiTa03，areintroducedasachoosereference．2．BasedonopticalparametricamplificationofQPMcrystals，different