超短超强脉冲系统前端的色散控制研究

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1、ByIXuTingtin91ADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterof【OpticalEngineeringl【ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，AcademyofSciences】May,2013中国科学院上海光学精密机械研究所硕士学位论文吣Y帆2呲4哪3吣哪!㈣30m0吣2013年5月16日独创

2、性声明本人声明所旱的学位论文是本人在导师指导下进行的研究I．作及取得的研究成果。据我所知，除了文巾特别加以标注和致谢的地方外，论文rfl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科学院上海光学精密机械研究所或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究T作所做的任何贡献，均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；丛篮垄签字日期：刀『；年‘月甲日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院上海光学精密机械研究所有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

3、复印件和电子文件，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院上海光学精密机械研究所可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)．学位论文作者签名：签字日期：为6年l，月甲日学位论文作者毕业去向：工作单位：通信地址：指导教师签名：舫签字日期：别3年石月7日电子邮件地址：电话：邮编：中科院上海光机所研究生毕业论文／20

4、3年超短超强脉冲系统前端的色散控制研究徐婷婷导师：谢兴龙摘要基于强场物理的发展和快点火的需求，超强超短光脉冲技术成为目前激光发

5、展的大方向之一，其前端系统中的光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术是产生超短超强光脉冲的关键技术，而实现精确的色散控制则是提高脉冲对比度的必要条件。在光参量啁啾脉冲放大系统中，展宽器和压缩器的不匹配、放大介质和其他光学器件的引入以及传输过程中的非线性效应均有可能给系统带来剩余色散，使压缩后的脉冲对比度显著下降。本毕业论文的工作主要围绕超短超强脉冲系统前端的色散控制研究展开，在光参量脉冲放大理论的基础上，提出了一种新的色散补偿方法。·本文创新点在于：1、分析了中心波长800nm、脉宽数十飞秒量级、带宽百纳米量级的超短超强激光脉冲在光学参量啁

6、啾脉冲放大中的色散特性；’2、立足于超短超强激光装置的CPA系统，针对宽带啁啾脉冲放大系统的色散特性，为超短超强激光装置的前端系统设计了一种新型的双密度棱栅色散补偿器。提出了运用新型棱栅结构独立补偿三阶色散的技术方案：不同于以往的棱栅结构，此结构中第二块光栅的线密度是第一块的两倍，使得入射光线能够在不使用反射元件的情况下原路返回，达到了消除空间啁啾的效果，同时也避免了反射镜粗糙度引起的光谱相位畸变对输出脉冲的影响；同时，该棱栅为分离式超短超强脉冲系统前端的色散控制研究／徐婷婷结构，既避免了一体式棱栅的繁杂制作工艺，又便于调节；3、针对该双

7、密度棱栅色散补偿装置建立了光线追迹模型，通过数值计算讨论了各个结构参数对装置色散补偿量的影响。计算结果表明：通过同时线性调节棱镜对问距和棱镜．光栅间距，该装置可以在补偿系统剩余啁啾量(二阶色散)的基础上，保持补偿的二阶色散量不变(可以为零)，独立补偿三阶色散，且补偿量可在较大正负范嗣内变化。装置可作为一个单独的色散控制器，用于超短超强激光脉冲前端的色散控制。关键词：飞秒脉冲；光参量啁啾脉冲放大：棱栅：色散补偿中科院上海光机所研究生毕业论文／2013年DispersionCompensationforUltra—shortHighPower

8、LaserSystemXuTingtingDirectedby：XieXinglongAbstractTheresearchesonhighfieldphysicsand‘‘FastIgnition”leadtothedevelopmentanddesireoftheultra-shorthighpowerlaserpulsegeneration．TheOpticalParametricChirpedPulseAmplification(OPCPA)isadoptedasthemostpromisingtechnologyforsuchp

9、ulsegeneration．Asthepulsewidthdecreasing，thepulsesprectrumwidthturnlargerandtheprecisedispersion