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高功率固体激光装置的B积分判据探究
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作者 晚晴 张颖 +3 位作者 孙喜博 耿远超 王文义 刘兰琴 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第12期148-153,共6页
B积分判据自从建立后,一直是大型激光驱动器控制非线性效应的基本设计判据。综述了针对国家点火装置建立两个B积分判据的实验过程和模拟过程,解释了B积分判据的原理和产生条件,指出了B积分判据的适用性以及存在的问题,得出了两个B积分... B积分判据自从建立后,一直是大型激光驱动器控制非线性效应的基本设计判据。综述了针对国家点火装置建立两个B积分判据的实验过程和模拟过程,解释了B积分判据的原理和产生条件,指出了B积分判据的适用性以及存在的问题,得出了两个B积分判据并不完善的结论。要准确地确定适用于当前大型高功率固体激光装置的B积分判据,应当综合考虑当前激光装置的实际条件,开展相应的实验和模拟。 展开更多
关键词 激光光学 非线性效应 B积分判据 光束质量 焦斑
“强度扫动”光束匀滑特性的理论研究
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作者 郑天然 张颖 +7 位作者 耿远超 晚晴 刘兰琴 孙喜博 王文义 李平 张锐 胡东霞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第11期300-306,共7页
理论阐述了光谱色散匀滑(SSD)技术的物理内涵,即SSD的焦斑匀滑效果来源于远场基元电场相位随时间的演化,在实际应用中不存在“运动”焦斑的物理图像。在此基础上,建立了远场强度分布形式不变但空间位置随时间变化的“强度扫动”光... 理论阐述了光谱色散匀滑(SSD)技术的物理内涵,即SSD的焦斑匀滑效果来源于远场基元电场相位随时间的演化,在实际应用中不存在“运动”焦斑的物理图像。在此基础上,建立了远场强度分布形式不变但空间位置随时间变化的“强度扫动”光束的理论模型,通过数值模拟研究其匀滑特性,并与SSD的匀滑效果进行了对比分析。 展开更多
关键词 激光光学 光谱色散匀滑 强度扫动 惯性约束聚变 辐照均匀性
关联“热像”特性的缺陷带通成像检测技术
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作者 李平 韩伟 +7 位作者 王伟 贾怀庭 晚晴 王芳 周丽丹 冯斌 朱启华 郑万国 《光学学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期157-164,共8页
“热像”是造成高功率固体激光装置光学元件损伤的重要物理机制。理论分析了相位缺陷经过非线性传输引起的“热像”特性,提出了带通成像提取引起“热像”的相位缺陷关键频谱方法,构建具有典型特征的16个相位缺陷,利用3种光路结构,量化... “热像”是造成高功率固体激光装置光学元件损伤的重要物理机制。理论分析了相位缺陷经过非线性传输引起的“热像”特性,提出了带通成像提取引起“热像”的相位缺陷关键频谱方法,构建具有典型特征的16个相位缺陷,利用3种光路结构,量化分析了“热像”特性与带通成像特性间的关系,并获得了缺陷带通成像的相对亮度与“热像”强度的线性关系,相关程度与光学构型和带通滤波参数有关。研究结果对“热像”预判有重要意义,为高功率激光装置相位缺陷的检测奠定了技术基础。 展开更多
关键词 激光器 热像 带通成像 高功率激光 非线性介质
高功率涡旋光束产生方法研究进展 被引量:3
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作者 孙喜博 朱启华 +4 位作者 刘兰琴 晚晴 张颖 王文义 耿远超 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第7期1-11,共11页
涡旋光束因其特殊的空间结构,在光通信、光与物质相互作用、激光加工等领域具有广阔的应用前景,对揭示极端强场条件下的原子物理新现象、新效应等具有重要的意义,同时有望为控制物理系统带来新的方法。对近年来国内外高功率涡旋光束... 涡旋光束因其特殊的空间结构,在光通信、光与物质相互作用、激光加工等领域具有广阔的应用前景,对揭示极端强场条件下的原子物理新现象、新效应等具有重要的意义,同时有望为控制物理系统带来新的方法。对近年来国内外高功率涡旋光束的主要产生方法的研究进展进行了调研,对每种方法的原理进行了简要介绍,并对各个方法的优势与不足进行了对比分析,针对个别问题提出了相应的改进设想。 展开更多
关键词 衍射 涡旋光束 高功率激光技术 腔内光束整形
基于集束多频调制的光谱色散匀滑技术 被引量:3
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作者 郑天然 张颖 +7 位作者 耿远超 晚晴 刘兰琴 孙喜博 王文义 李平 张锐 粟敬钦 《中国激光》 CSCD 北大核心 2017年第12期225-232,共8页
在激光驱动惯性约束聚变研究中,激光等离子体相互作用是影响点火的重要原因之一;为了抑制激光等离子体的不稳定性,诸多光束匀滑技术应运而生,并得到广泛应用。为了获得更匀滑的焦斑,提出集束多频调制光谱色散匀滑(SSD)技术,并对其进... 在激光驱动惯性约束聚变研究中,激光等离子体相互作用是影响点火的重要原因之一;为了抑制激光等离子体的不稳定性,诸多光束匀滑技术应运而生,并得到广泛应用。为了获得更匀滑的焦斑,提出集束多频调制光谱色散匀滑(SSD)技术,并对其进行了理论研究;该技术采用多束激光集束聚焦打靶,利用单频调制单光束,利用不同的频率调制不同的子束。结果表明,该技术可以有效抑制多光束干涉导致的强度调制,改善了远场光强分布的均匀性,并且在采用更接近实际情况的色循环数时,具有比传统多频调制SSD技术更好的匀滑效果。 展开更多
关键词 激光光学 集束聚焦 多频调制 光谱色散匀滑 惯性约束聚变 辐照均匀性
弯曲阶跃型光纤中光学涡旋的传输特性研究 被引量:3
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作者 孙喜博 耿远超 +5 位作者 刘兰琴 朱启华 志华 晚晴 张颖 王文义 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第A01期71-78,共8页
研究了光学涡旋在光纤中传播特性。从Maxwell方程出发,推导光波导中的波动方程,并进行阶跃光纤传输的本征模式求解,根据光学涡旋模式(OAM模)和线偏振模式(LP模)与矢量模式之间的关系,解出光学涡旋以及线偏振模在光纤中的模式分... 研究了光学涡旋在光纤中传播特性。从Maxwell方程出发,推导光波导中的波动方程,并进行阶跃光纤传输的本征模式求解,根据光学涡旋模式(OAM模)和线偏振模式(LP模)与矢量模式之间的关系,解出光学涡旋以及线偏振模在光纤中的模式分布,理论分析了光学涡旋在光纤中较LP模的传播优势,并通过计算模拟其在弯折光纤中的传播过程,发现其光场强度空间分布具有周期性旋转特性。研究光纤弯曲半径以及涡旋拓扑荷对光学涡旋传播的影响。光纤弯曲半径越小,传输损耗越大;涡旋拓扑荷越大,传输损耗越大,对应的旋转周期越小。 展开更多
关键词 光纤光学 光学涡旋 弯曲光纤 轨道角动量 阶跃光纤
高功率光学元件校正波前的梯度均方根指标 预览
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作者 晚晴 张颖 +2 位作者 刘兰琴 耿远超 王文义 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1-4,共4页
对高功率固体激光装置中,光学元件波前经过变形镜校正后的梯度均方根指标开展了研究。建立了变形镜校正效果的等效分解方法,分析了校正波前的部分相干叠加特性,对校正波前的梯度均方根与焦斑尺寸的对应关系进行了研究。解决了在有变... 对高功率固体激光装置中,光学元件波前经过变形镜校正后的梯度均方根指标开展了研究。建立了变形镜校正效果的等效分解方法,分析了校正波前的部分相干叠加特性,对校正波前的梯度均方根与焦斑尺寸的对应关系进行了研究。解决了在有变形镜校正时,如何制定元件波前梯度均方根指标的问题。研究结果对高功率固体激光装置的光学元件波前指标制定有指导意义。 展开更多
关键词 光学元件 波前梯度均方根 自适应光学 变形镜
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大口径钕玻璃多程激光系统饱和放大特性研究 被引量:1
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作者 王文义 赵军普 +12 位作者 陈林 袁强 陈远斌 刘兰琴 张颖 晚晴 耿远超 胡东霞 粟敬钦 郑奎兴 朱启华 李明中 魏晓峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第B12期281-285,共5页
为研究大口径N31钕玻璃多程激光系统的储能与激光通量和损耗的关系,根据激光放大理论解析解阐述了理论上的最大抽取效率和影响因素;提出采用集中损耗近似方法分析钕玻璃多程激光放大系统的初始储能分配特性(抽取能量、体损耗和剩余... 为研究大口径N31钕玻璃多程激光系统的储能与激光通量和损耗的关系,根据激光放大理论解析解阐述了理论上的最大抽取效率和影响因素;提出采用集中损耗近似方法分析钕玻璃多程激光放大系统的初始储能分配特性(抽取能量、体损耗和剩余储能),数值模拟表明在目前的增益和损耗条件(小信号增益系数约为0.05 cm^-1,动态吸收系数约为0.004 cm^-1)下当输入激光通量约为3.5倍饱和通量时可获得最大抽取效率;以典型实验结果为例,利用经过实验考核的传输放大模型给出了大口径N31钕玻璃系统中各钕玻璃片的抽取能量/抽取效率,激光通量与饱和通量的定量关系:在19.5 kJ/5 ns/1053 nm输出点,单片最大抽取能量约为1.4 kJ,此时累计输入激光通量约为3.3倍饱和通量,系统输出效率约为51%(相对光束口径内储能)。 展开更多
关键词 激光器 高功率固体激光 抽取效率 集中损耗近似 饱和通量
激光脉冲前后沿相干叠加对多程放大的影响
9
作者 张颖 刘兰琴 +4 位作者 王文义 晚晴 耿远超 谢旭东 朱启华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第18期238-244,共7页
针对多程放大过程中激光脉冲经腔镜折返前后沿交叠的问题,建立了激光脉冲在增益介质中前后沿相干叠加放大的物理模型。理论分析表明,脉冲前后沿完全相干叠加形成驻波场,使得反转粒子数出现烧孔效应,影响输出脉冲的增益和波形。基于... 针对多程放大过程中激光脉冲经腔镜折返前后沿交叠的问题,建立了激光脉冲在增益介质中前后沿相干叠加放大的物理模型。理论分析表明,脉冲前后沿完全相干叠加形成驻波场,使得反转粒子数出现烧孔效应,影响输出脉冲的增益和波形。基于此物理模型,模拟计算了脉冲在多程放大过程中波形的演化,比较了不交叠、完全非相干叠加和完全相干叠加三种情况下对放大器的增益和对脉冲波形的影响。为高功率固体激光器的设计提供指导。 展开更多
关键词 多程放大 腔镜 相干 增益饱和
高功率激光装置的线性传输特性 预览 被引量:1
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作者 张颖 刘兰琴 +3 位作者 王文义 耿远超 晚晴 朱启华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期96-99,共4页
在菲涅耳数的基础上重新定义了衍射特征量,并将其定义扩展至聚焦或发散光路,定义了一个光学系统中各光学元件衍射特征量的符号。通过全新的定义和扩展,研究了波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的... 在菲涅耳数的基础上重新定义了衍射特征量,并将其定义扩展至聚焦或发散光路,定义了一个光学系统中各光学元件衍射特征量的符号。通过全新的定义和扩展,研究了波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。以神光一Ⅲ主机主放大级为例,研究了元件波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。衍射特征量与能流分布F相结合,可以作为评价高功率激光装置线性传输效应的一项受限指标,指导高功率激光装置的设计。 展开更多
关键词 衍射 菲涅耳数 线性传输 光谱色散匀滑 幅频效应
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小宽带光谱色散匀滑光束传输特性研究 被引量:1
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作者 刘兰琴 张颖 +5 位作者 耿远超 王文义 朱启华 景峰 魏晓峰 晚晴 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第16期171-177,共7页
利用激光聚变研究中心自主开发的小宽带传输放大软件对小宽带光谱色散匀滑(SSD)光束进行具有“时间、空间、光谱分辨”的传输模拟,研究了SSD光束通过空间滤波器和自由空间的传输特性。给出了时间、空间、光谱的对应分布图,对比分析... 利用激光聚变研究中心自主开发的小宽带传输放大软件对小宽带光谱色散匀滑(SSD)光束进行具有“时间、空间、光谱分辨”的传输模拟,研究了SSD光束通过空间滤波器和自由空间的传输特性。给出了时间、空间、光谱的对应分布图,对比分析了SSD光束与非SSD光束的传输效应。研究结果对于合理设计SSD光束的发散角与空间滤波器小孔之间的匹配关系、选择适宜的调制频率,以及选择束匀滑色循环数等都有重要意义,同时对于光路设计特别是细光束自由传输距离的设计具有指导意义。 展开更多
关键词 光谱色散匀滑 传输特性 空间滤波器 菲涅耳衍射
SG-Ⅲ原型装置数+nm宽带数kJ输出能力评估 预览 被引量:1
12
作者 刘兰琴 张颖 +4 位作者 王文义 晚晴 谢旭东 耿远超 朱启华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期182-185,共4页
利用现有窄带激光传输模拟软件sG99和宽带激光传输模拟软件cPAP,以及自编的一维光脉冲传输放大的逆算程序,评估了原型装置在主放基本结构不动的情况下激光脉冲由窄带改为宽带,实现数十nm宽带条件数kJ的输出能力。宽带下增益窄化效应... 利用现有窄带激光传输模拟软件sG99和宽带激光传输模拟软件cPAP,以及自编的一维光脉冲传输放大的逆算程序,评估了原型装置在主放基本结构不动的情况下激光脉冲由窄带改为宽带,实现数十nm宽带条件数kJ的输出能力。宽带下增益窄化效应显现,对光谱增益窄化补偿也进行了研究。结果表明,为了补偿增益窄化效应,在3J主放注入能量下通过对光谱整形可满足系统2000~3000J的输出,但损失约40%的注入能量。考虑到这一因素,预放级至少要有5J的输出能力。研究结果指导了数十nm宽带倍频激光驱动实验系统研制实施方案。 展开更多
关键词 宽带激光脉冲 传输放大 增益窄化补偿 输出能力
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发挥美院艺术优势创新勤工助学工作 预览
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作者 晚晴 《科教导刊》 2013年第25期236-236,248共2页
本文从艺术院校的学生特点和艺术资源出发,通过阐释如何充分地挖掘艺术院校的美育资源,以拓展勤工助学的德育功能.重点讨论将专业学习、美育教育与勤工助学工作相结合,探讨当前勤工助学工作方式的创新,并思考其深远的德育影响.
关键词 勤工助学 艺术资源 创新 德育功能
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多程放大中激光脉冲交叠放大的物理建模与计算方法
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作者 张颖 刘兰琴 +3 位作者 王文义 晚晴 谢旭东 朱启华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期217-221,共5页
建立了多程放大中激光脉冲在增益介质中交叠放大的物理模型, 并提出相应的计算方法. 物理模型中考虑了脉冲前后沿对增益介质中反转粒子数的共同消耗. 研究认为模型在延时系下的数据递推方式无法求解交叠放大问题. 通过建立新的时空坐标... 建立了多程放大中激光脉冲在增益介质中交叠放大的物理模型, 并提出相应的计算方法. 物理模型中考虑了脉冲前后沿对增益介质中反转粒子数的共同消耗. 研究认为模型在延时系下的数据递推方式无法求解交叠放大问题. 通过建立新的时空坐标系, 解决了交叠放大过程的数值求解问题. 基于此物理模型和计算方法, 模拟计算了双程放大时脉冲时间波形与腔镜位置的关系. 展开更多
关键词 物理模型 放大 腔镜 增益饱和
利用分形法表征光学元件中高频相位畸变 预览 被引量:6
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作者 晚晴 张颖 +2 位作者 王文义 耿远超 刘兰琴 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1171-1175,共5页
针对神光Ⅲ主机装置使用的光学元件,基于分形理论,分析中高频相位畸变的统计分布特征,指出其满足分数布朗随机场,并利用结构函数法对分形维数进行计算,统计结果显示,大口径钕玻璃片的分形维数在2.34~2.43之间。利用局部稳态的... 针对神光Ⅲ主机装置使用的光学元件,基于分形理论,分析中高频相位畸变的统计分布特征,指出其满足分数布朗随机场,并利用结构函数法对分形维数进行计算,统计结果显示,大口径钕玻璃片的分形维数在2.34~2.43之间。利用局部稳态的随机中点位移法,提出一种新的表征光学元件相位的方法,将分形维数作为参数,可衡量中高频相位畸变,对高功率激光光学元件的评价有参考意义。 展开更多
关键词 光学元件 相位畸变 分形法 分数布朗随机场 钕玻璃
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利用晶体相位板同时实现焦斑整形和偏振匀滑 被引量:2
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作者 耿远超 刘兰琴 +4 位作者 王文义 张颖 晚晴 粟敬钦 李平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期341-345,共5页
提出了一种新方法,采用单轴晶体制作相位板,可同时实现对惯性约束聚变激光驱动器靶点焦斑的整形和偏振匀滑.采用标量衍射方法分析了晶体相位板的原理,从焦斑的分布特征出发求解晶体的最佳面形.在某装置参数条件下,对晶体相位板的应用效... 提出了一种新方法,采用单轴晶体制作相位板,可同时实现对惯性约束聚变激光驱动器靶点焦斑的整形和偏振匀滑.采用标量衍射方法分析了晶体相位板的原理,从焦斑的分布特征出发求解晶体的最佳面形.在某装置参数条件下,对晶体相位板的应用效果进行了数值模拟.结果表明,在特定的晶体切割角度和面形条件下,晶体相位板能够对靶点焦斑进行有效的整形和匀滑,其效果与连续相位板和偏振匀滑晶体的组合相当. 展开更多
关键词 相位板 单轴晶体 焦斑整形 偏振匀滑
强激光束在柱面镜空间滤波器中的传输特性 预览
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作者 郭丹 隋展 +7 位作者 刘兰琴 周煜梁 王文义 张颖 晚晴 陈哲 张军 余健辉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2565-2570,共6页
为了解决空间滤波器滤波针孔堵孔问题,提出了一种新型柱面镜空间滤波器,新型柱面镜空间滤波器由柱面镜和狭缝构成。利用线性传输理论,对高功率激光束在新型柱面镜空间滤波器中的传输特性进行了数值模拟。结果表明:新型柱面镜空间滤... 为了解决空间滤波器滤波针孔堵孔问题,提出了一种新型柱面镜空间滤波器,新型柱面镜空间滤波器由柱面镜和狭缝构成。利用线性传输理论,对高功率激光束在新型柱面镜空间滤波器中的传输特性进行了数值模拟。结果表明:新型柱面镜空间滤波器的焦斑面积比传统滤波器大,而焦斑功率密度较小;新型柱面镜空间滤波器的滤波效果与传统滤波器相同,近场均匀性也相同。因此新型柱面镜空间滤波器能够抑制空间滤波器堵孑L效应,可以缩短空间滤波器系统透镜焦距,从而提高功率装置的整体性价比。由此,采用新型柱面镜空间滤波器替换传统球面镜空间滤波器具有可行性。 展开更多
关键词 线性传输理论 球面镜空间滤波器 柱面镜空间滤波器 高功率固体激光装置
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大口径衍射光栅10ps激光损伤阈值测量(英文) 预览 被引量:2
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作者 郝欣 王逍 +5 位作者 晚晴 周凯南 赵磊 曾小明 左言磊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期 1093-1097,共5页
在采用啁啾脉冲放大技术的高功率短脉冲激光装置中,终端衍射光栅的损伤阈值是限制装置输出能力的瓶颈之一。提出了测量大口径光栅损伤阈值的方法。该方法通过在线监测采集大口径光斑的同发近场光强分布情况和相应的光栅损伤图像,并经过... 在采用啁啾脉冲放大技术的高功率短脉冲激光装置中,终端衍射光栅的损伤阈值是限制装置输出能力的瓶颈之一。提出了测量大口径光栅损伤阈值的方法。该方法通过在线监测采集大口径光斑的同发近场光强分布情况和相应的光栅损伤图像,并经过一系列后期图像数据处理,建立起能量与损伤点的对应关系,经过一个测试光斑便可获得所有通量下的光栅损伤特性。该测量方法对光斑均匀性没有硬性要求,为损伤测量装置中难以解决的光斑均匀性问题提出了新的应对思路和方法。 展开更多
关键词 激光损伤阈值 大口径衍射光栅 超短激光脉冲 图像处理
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高功率激光系统nm宽带激光脉冲传输特性 预览 被引量:1
19
作者 刘兰琴 张颖 +4 位作者 王文义 晚晴 莫磊 郭丹 景峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1718-1722,共5页
对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究,指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用,数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用;同时,还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题... 对高功率激光系统采用宽带激光消除菲涅耳衍射问题进行了研究,指出只有数百nm的宽带啁啾光脉冲才对近场衍射有一定的平滑作用,数nm的宽带啁啾光脉冲对近场衍射几乎没有平滑作用;同时,还对宽带啁啾光的B积分表征方式和最快增长频率问题进行了研究,并与原型装置上开展的窄带脉冲、宽带啁啾堆积脉冲的非线性实验结果进行了对比研究,指出以最大B积分或加权B积分反映非线性自聚焦更为准确。研究还表明,在数nm,ns情况下最快增长频率与窄带激光脉冲的差别不大。 展开更多
关键词 宽带激光 啁啾脉冲 传输特性 菲涅耳衍射
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利用非线性Sagnac干涉法提高短脉冲信噪比 预览
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作者 张颖 孙立 +6 位作者 晚晴 谢娜 周凯南 曾小明 王晓东 刘兰琴 朱启华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1737-1740,共4页
理论研究了影响Sagnac干涉法信噪比提升能力和效率的各项因素。通过控制脉冲的空间分布和衰减片透过率,能够有效提高Sagnac干涉法的效率。Sagnac干涉法提升信噪比的能力与入射脉冲的信噪比有关:入射脉冲信噪比越高,信噪比提升的量级就... 理论研究了影响Sagnac干涉法信噪比提升能力和效率的各项因素。通过控制脉冲的空间分布和衰减片透过率,能够有效提高Sagnac干涉法的效率。Sagnac干涉法提升信噪比的能力与入射脉冲的信噪比有关:入射脉冲信噪比越高,信噪比提升的量级就越大。在SILEX-Ⅰ超短超强脉冲激光装置上建立了实验平台。3TW压缩器输出的超短超强脉冲光经衰减片进入Sagnac干涉仪,非线性介质为5cm长的熔石英材料,衰减片透过率为55%。当入射脉冲能量为6.6mJ时,利用三阶自相关仪测量得到脉冲的信噪比从使用Sagna干涉仪前的10-6提高到了10-7,此时出射脉冲的能量为1.6mJ,效率为24%。该方法对光束口径没有限制,能够用于大能量条件下短脉冲信噪比的提升。 展开更多
关键词 超短脉冲 信噪比 非线性Sagnac干涉法 透射衰减
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