《倍頻型級聯啁啾脈衝放大技術提升脈衝信噪比的研究》是依託上海交通大學，由袁鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：倍頻型級聯啁啾脈衝放大技術提升脈衝信噪比的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁鵬
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對超高功率大型雷射裝置目前急需解決的脈衝信噪比核心問題，提出和研究倍頻型級聯雙啁啾脈衝放大(CPA)方案，其核心是兩級CPA分別工作在不同的波長（即基波和諧波），二者間通過倍頻過程來實現脈衝的非線性淨化和波長的轉換和匹配。倍頻過程將極大程度提高脈衝信噪比，而最後一級CPA系統則保證了脈衝的輸出能量。理論上，將研究作為前一級CPA的OPCPA系統本身的信噪比問題，並著重研究倍頻過程對OPCPA輸出脈衝信噪比的進一步提升。實驗上，將建立小規模的實驗演示系統，對該方案提高信噪比的能力進行考核。本項目緊密結合了國家科技重大專項的需求，將對今後超高功率大型雷射裝置的發展起到深遠的影響。
結題摘要
本課題針對高功率雷射系統中的脈衝信噪比問題，從系統設計層面重點研究了倍頻型級聯啁啾脈衝放大技術，驗證了倍頻過程的脈衝淨化能力。課題實現了原定的科學研究目標，基本達到了主要技術指標，取得了如下主要成績：（1）理論分析了倍頻過程提升脈衝信噪比問題，通過數值模擬計算驗證了即使在高效倍頻的情況下倍頻過程依然具備“平方關係”提升脈衝信噪比能力。（2）研究了飛秒OPA產生種子光過程中的脈衝淨化機理，特別指出閒置光脈衝信噪比正比於信號光和泵浦光的乘積，末級OPA應將種子光設計在閒置光波段。（3）提出並研究了OPCPA過程中一類前沿脈衝產生的新機理，即光學元件表面反射產生的後沿脈衝在OPCPA過程中會感應到脈衝前沿，影響壓縮後脈衝的信噪比，因此需注意透過式元件的增透處理。（4）提出完善了倍頻型級聯OPCPA整體設計方案，並著重開展了實驗驗證平台的建立工作，獲得了皮秒尺度信噪比>10e9的1μm波段雷射輸出，最後提出適用於大型雷射裝置的倍頻型級聯OPCPA技術。（5）發展了脈衝信噪比單次實時測量技術。針對脈衝信噪比的單次實時測量需求，我們整合了基於非諧波取樣脈衝、特殊QPM晶體相關器、光線陣列/光電倍增管探測系統等一系列關鍵技術，實現了大視窗（50-100ps）、高動態範圍（>10e9）的脈衝信噪比的單次實時高保真度測量，相關結果已套用於國家大型雷射裝置。課題執行期間，發表SCI學術論文11篇（其中6篇論文發表在Optics Letters、Optics Express、Laser Physics Letters等光學類國際重要期刊），授權國家發明專利2項（另有美國專利授權/申請3項），並在國內重要學術會議做口頭報告1次。
