啁啾脉冲放大激光系统中展宽器色散的解析算法

作     者：王楠 阮双琛 Wang Nan;Ruan Shuang-Chen

作者机构：深圳大学物理与光电工程学院深圳518060 深圳大学深圳市激光工程重点实验室深圳518060 中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京100190 深圳技术大学深圳518118 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2020年第69卷第2期

页      面：95-102页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：深圳大学新引进教师科研启动项目(批准号:2017020) 深圳市科技创新基础研究(自由探索)项目(批准号:JCYJ20170818142940246)资助的课题 

主　　题：色散补偿 啁啾脉冲放大 脉冲展宽 高阶色散 

摘      要：时域色散精密控制是超短激光产生及其应用中的关键技术之一,它通过控制各波长的光程产生相对延迟从而改变脉冲宽度.展宽器是啁啾脉冲放大激光系统中对激光脉冲展宽的装置,基于光线追迹法研究光线在展宽器中的传输路径,可计算飞秒脉冲中各波长的光程,进而计算脉冲展宽量并应用于系统设计.由于展宽器的光程表达式复杂,直接对其求导获得色散表达式较困难,目前只能采用数值导数获得近似解,这在计算过程中会引入误差,不利于激光系统精确设计和优化.本文介绍了一种易实现的求解展宽器色散的解析算法,通过归纳展宽器光程表达式特点,引入四个基元函数,将光程表达式分解和反复代换,可得到高阶色散的精确解析值.本文首先对Martinez型展宽器重新光线追迹,获得与Offner型展宽器一致的相位表达式,其次通过解析算法获得了两种展宽器的精确高阶色散值,最后将解析算法与数值算法的结果进行了比较.该解析算法对于啁啾脉冲放大系统的参数设计具有实用价值.