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1、超短超强激光器的应用及发展综述超短超强激光器的M川及发展综述专业：仪器科学与技术班级：学号：姓名：黄颖2013-09班138009020462摘要：从激光技术的发展丿力史、超短超强激光的技术以及超短超强激光的应用三个方面作了论述，进一步指出强场物理的实验研究及具丿0川依赖于激光装置的发展，而超短超强激光技术的发展又使得强场物理的研究变得更具前景、更具挑战性。关键词：超短超强激光；等离子体；激光技术Abstract:Inthispaper,threeaspectsofstrong-fieldphysicsarediscussedindetai
2、l,whicharethedevelopmenthistoryoflasertechnology,theultra-shortultraintenselasertechnologyanditsapplication.Thoresultsshowthatthestudyofexperimentsandapplicationsofstrong-fieldphysicsdependsonthedevelopmentoflaserapparatus,andwiththedevelopmentofultra-shortultraintenselase
3、rtechnology,therewillbeabrightfutureintheresearchofstrong-fieldphysics.Keywords:U1tra-shortUltraintenselaser;Plasma;Lasertechnology0绪论超短脉冲激光技术的持续快速发展不仅深化着超快现象、THz辐射等领域的研究，而且也促成了频标测量、飞秒激光精密微加丁、飞秒纳米学、阿秒激光等前沿学科的岀现和重大突破。特别是通过碉啾脉冲放人(CPA)技术对飞秒激光脉冲的放人，人们C能在一般规模的实验室里得到峰值功率数百太瓦(TW,
4、1012W)的超强激光及聚焦功率密度近1022W/cm2的极端光场，玄接导致了高能暈密度物理、粒子加速物理、台曲核物理等内容的创新进展［1］。1超短超强激光器的发展丿力史自从1964年第一台激光器问世后，由于激光在强度、单色性等方面的优势，使它在各个领域都得到了广泛的应川。激光技术屮最主要的日标之一就是追求高峰值功率输出。早期提高输出功率的主要于段是缩短脉冲宽度，20世纪60年代调Q技术和自锁模技术的发展将激光脉冲宽度缩短到ns和ps,峰值功率提高了6个数量级，达到GW水平［2］。比起1960年研制的第一台红宝石激光器而言，其脉宽缩短了10
5、5个数暈级。其小具有宽增益带宽的染料激光器锁模振荡是开发飞秒超高速光学技术的基础。然而，由于染料激光器的维护管理复杂，非专业研究人员使用仃一定困难。因此，尽管飞秒激光器的研究工作有许多成果，但其中应丿
6、］范I韦I仍受限制。在这样高的功率密度下，光学材料的非线性折射效应引起的自聚焦和成丝，造成了材料的破坏并降低了光束质量。在其后20年时间内提高峰值功率的技术于•段没有重人突破，主要靠增加光学口径和束数來提高总峰值功率。1964年第-•篇描述激光腔内纵模耦合理论的文章发表不久，人们便首次在He—Ne激光器上实现了锁模并产生了纳秒暈级的激光脉冲。
7、随后，人们又成功将锁模技术运用于红宝冇、锄玻璃等具有固定波长的固体激光器上，实现了被动锁模皮秒量级激光脉冲输出。1987年美国贝尔实验室研究人员利用腔外压缩技术产生了6fs的光脉冲［4］o±111：纪80年代，MIT的PMoulton发展了一种可代替染料激光器、在室温工作、波长可调谐的掺钛蓝宝石固体激光器，从而为超短脉冲的发展揭开了新的篇章。在脉冲宽度更短的钛宝石激光器问世后，又相继开发了高重复率、峰值功率超过太瓦的超高强度激光装置。人们对飞杪振荡器的输出脉冲提供正碉啾，将脉冲宽度从几百皮秒展宽到纳秒之后再放人，然后在获得充分能量放人后对光
8、脉冲提供负碉啾，压缩脉冲宽度。这种方法称作碉啾脉冲放人(CPA)法。20世纪90年代以后，世界上许多人学和实验室相继建立了小型装置，脉冲宽度多为亚ps至数十fs,输出能量多小于儿百n)J,输出功率人多不超过10TW,聚焦功率密度一般低于1018W/cm2o美国利弗莫尔实验室、日本人板人学激光工程研究所、英国卢瑟福实验室、〜法国里梅尔实验室［712］等把这一技术与川于激光聚变研究的高功率固体激光器相耦合，形成了全新的一•代高功率超短脉冲固体激光器，这些激光器脉冲宽度一般为数百fs,输出能量数十至数百J,输出功率人都高于50TW,甚至超过1PW
9、,聚焦功率密度高达1019"1021W/cm2o在2(X)5年，我国成功研制超短超强激光装置“全球第一”。这是上海光机所研制的0PCPA(光学参量阴啾脉冲放人)超短超强激光装置，
