《基於子結構光纖光柵的啁啾脈衝光譜整形技術》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由瞿榮輝擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於子結構光纖光柵的啁啾脈衝光譜整形技術
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：瞿榮輝
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目根據慣性約束聚變（ICF）對前端種子源啁啾脈衝譜形的要求，研究探索一種基於複雜子結構光纖光柵的啁啾脈衝光譜整形技術，解決啁啾脈衝放大過程中由於增益窄化、增益飽和和非線性位相累積等效應導致的光譜畸變，實現脈衝譜形在一定範圍內具有調諧功能的主動補償，為高功率啁啾脈衝放大系統提供新的單元技術手段和儲備。其主要研究內容包括分析光纖光柵結構參數對啁啾脈衝譜形和信噪比的影響；建立子結構光纖光柵的結構參數與目標脈衝譜形的關係模型；掌握複雜子結構光纖光柵設計、製備工藝和參數控制流程；開展利用子結構光纖光柵進行啁啾脈衝展寬、壓縮和光譜調製等方面的套用研究和特性表征，演示子結構光纖光柵在啁啾脈衝光譜整形技術的可行性和實用性，並開展相關可調諧技術研究，為初步實現該技術在高功率啁啾脈衝放大系統前端驅動器種子脈衝光譜整形中的套用積累數據。
結題摘要
項目完成情況概述如下： 針對寬頻帶短脈衝雷射系統中特定的光譜畸變，特別是由於光譜窄化，非線性位相累積導致的光譜畸變，提出了一種基於光纖光柵的釹玻璃啁啾脈衝放大系統中脈衝畸變的預補償方法。利用啁啾脈衝放大過程的逆工程算法，計算了預補償用光纖光柵的光譜回響特性，然後利用遺傳算法，計算了預補償用光纖光柵的結構參數，分析光纖光柵的長度、折射率調製深度、啁啾函式、變跡函式等結構參數對啁啾脈衝譜形和信噪比的影響。模擬了一個從2ns，15nm，20μJ二階超高斯脈衝放大到2ns，8nm，400J二階超高斯脈衝的釹玻璃啁啾脈衝放大系統，並且設計了一個線性啁啾的超結構光纖光柵對種子脈衝進行預整形。結果表明，當使用一個合理切趾函式和啁啾率的光纖光柵時，增益窄化效應和增益飽和效應得到了很好的補償。 針對項目要求,開展用於啁啾脈衝光譜整形的子結構光纖光柵的設計、製備工藝研究，確定器件的製備工藝和相關的結構參數，獲得基於子結構光纖光柵的啁啾脈衝光譜整形濾波器的設計方法、製備工藝和參數控制流程；並針對項目的需求，搭建光纖光柵製備的實驗平台和相關脈衝譜形的測量裝置。 在實驗上利用相位掩模板幅度調製法製備了預補償用光纖光柵，開展利用子結構光纖光柵進行啁啾脈衝展寬、壓縮和光譜調製等方面的特性表征和套用研究，證實子結構光纖光柵在啁啾脈衝光譜整形技術的可行性和實用性；根據慣性約束聚變（ICF）對種子源啁啾脈衝譜形的要求，製備光柵的反射譜與所需的光纖光柵反射譜吻合的很好，充分驗證了理論分析的結果。 在拓展性研究方面，利用相關的逆工程算法，提出和設計了一種基於莫爾光纖光柵的全光光學時域微分器，結果表明:當莫爾光纖光柵的折射率調製幅度只存在一個過零點，並且這個過零點位於莫爾光纖光柵的中點時，莫爾光纖光柵可以作為一階時域微分器。實驗上利用拉伸法和二次曝光法製備了莫爾光纖光柵，證明了使用莫爾光纖光柵作為時域微分器的可行性。項目對初期的研究方案進行了充分的論證和總結，發現了很多的科學問題。在此基礎，提出了一些創新性的研究方案，並解決了一些關鍵性的技術，取得研究成果的突破，很好完成了項目研究內容。並且在該項目的支持下，項目組開展了基於子結構光纖光柵的全光光學時域微分器研究，構建十分健全子結構光纖光柵刻寫平台，為其它重大國家的完成提供了很好的技術平台和支撐。
