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《用光学参量啁啾脉冲放大技术产生TW级激光脉冲系统的最优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第’#卷第<期&##"年<月物理学报B:C-’#，A:-<，?DEFD9GDH，&##""###21&<#7&##"7’（##<）7"!"!2#$,+6,*=>?@+,?@A@+,!&##"+IJK-*IL;-?:8-"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""用光学参量啁啾脉冲放大技术产生!"级激光脉冲系统的最优化设计!刘红军陈国夫赵卫王屹山赵尚弘（中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室，西安!"##$%）（&##"年&月&’日收
2、到；&##"年(月&日收到修改稿）用数值模拟的方法，给出了一种适合以纳秒级的高功率钕玻璃激光系统为抽运源的光学参量啁啾脉冲放大（)*+*,）系统的最优化设计-该系统主要由一级./)预放大器和一级./)主放大器组成-数值模拟结果表明该系统能够把纳焦级能量的飞秒脉冲放大到焦级，从而产生几十个太瓦（"#"&0）的脉冲输出-这一结果为进一步利用"’)*+*,技术放大飞秒脉冲产生拍瓦（"#0）的超短超强激光脉冲输出奠定了基础，从而为强场科学研究提供崭新的技术手段-关键词：光学参量放大，非共线抽运，高超宽带增益，超短超强激光#$%%：(&$’3
3、，(&%#0，(&’’4，(&$#/目前利用+*,技术产生超短超强激光已经达到其"引言应用的极限-为克服传统+*,技术的缺点，最近以光学参量放大（)*,）为基础的光学参量啁啾脉冲放近年来，随着强场激光科学及其应用研究的蓬大技术（)*+*,）成为产生超强超短激光的最新技［1］勃发展，人们对超短脉冲高功率激光系统的研究与术，其实质就是通过一束高能量单色抽运光和一发展产生了极大的兴趣-在强场激光物理研究领域，束低能量啁啾宽带种子光在一个非线性晶体中的参［(］如高次谐波的产生，强场原子，超快5射线辐射，超量耦合来获得高超宽带增益-利用此技术
4、不仅可短波长5射线激光以及小型化高能粒子加速器等以实现高超宽带单通增益，而且可以大大降低激光"&实验研究中，需要提供峰值功率高达60（"#0）甚脉冲的预脉冲，使放大后的脉冲具有高的信噪比，并"’至*0（"#0）的超短超强激光脉冲，因此以啁啾脉且结果简单，易于实现-最近利用)*+*,技术放大冲放大（+*,）技术为核心的超短超强激光是近年来纳焦级飞秒脉冲产生太瓦级的脉冲输出已被4:;;［"］［’］激光技术最热门的研究内容之一-尽管目前利用等人实现，因此利用)*+*,技术完全可能产生峰"’&1&+*,技术已经能够获得峰值功率大于"*0（"
5、#0）、值功率大于"#*0、聚焦强度大于"#0789的激光&"&［&］聚焦强度大于"#0789的激光脉冲，但由于传脉冲-本文将结合采用自行研制的钛宝石飞秒激光统的+*,技术存在着明显的缺点：首先是放大过程器和脉宽可变的高能量钕玻璃激光系统的)*+*,［$，!］中的光谱窄化效应影响着再压缩后所能得到的最窄技术研究，用数值方法给出了一种可行的)*+2脉冲宽度，而且随着放大能量的提高，这种影响越严*,系统的最优化设计，该系统能够将钠焦级能量的重，从而导致峰值功率增长缓慢，因此很难得到脉宽飞秒脉冲放大到焦级，从而产生几十个太瓦级的激极短和能
6、量极高的脉冲激光；其次是其放大过程中光脉冲输出-数值模拟的结果表明，以高能量钕玻璃始终伴随着高的自发辐射放大，这种自发辐射放大激光系统为抽运源的)*+*,技术是目前放大飞秒会降低放大后脉冲的信噪比；最后是其放大过程中脉冲产生超强超短激光非常可行而且十分有效的途单通增益低，必须进行多级多通放大，从而导致实验径，并且这一系统具有结构简单紧促，易于运行的缺不但结构复杂，而且非常困难，系统成本很高，因此点，这对于进一步利用)*+*,技术产生拍瓦级的超!国家高技术研究发展计划（批准号：%$12("$2&21"%）及中科院创新工程试点基金资助的
7、课题-,A,1物理学报79卷短超强激光脉冲输出具有极其重要的意义!向垂直于主轴$，种子光和闲频光的偏振方向平行于主轴$，计算中采用的折射率色散方程来自于文"最优化的#$%$&系统设计献［,,］!根据（0）式，选择$’(70":;，$)(199:;，通过数值计算求得抽运光和种子光之间的最佳非共线角%(,8,,"=!,的参量光波!"#光学参量啁啾脉冲放大技术长范围为参量带宽，因此求得参量带宽的数值计算#$%$&技术方案的基本思想是，将欲放大的一表达式如下：束低能量飞秒宽带种子信号光脉冲通过正啁啾色散"=,=,
8、$)+!$（:;）(·"9，（?）的方法在时域上展宽（展宽后的脉冲在时域上表现+*,)+为啁啾脉冲），然后使展宽后的啁啾种子光和一束高981#$",,!$（:;）(·(9，能量窄带抽运光在非线性晶体中进行参量耦合，耦+$*·=-./*
