《百kHz大能量皮秒雷射產生方法及其動態過程研究》是依託北京工業大學，由陳檬擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：百kHz大能量皮秒雷射產生方法及其動態過程研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：陳檬
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對高重複頻率（百kHz及以上）、大能量（幾百微焦）皮秒雷射產生方法中存在，種子光利用率低、高功率鎖模易導致半導體可飽和吸收鏡（SESAM）損傷等技術瓶頸和YVO4晶體嚴重的熱效應限制大能量皮秒雷射產生以及深入分析百kHz腔倒空鎖模和再生放大器複雜動態過程等科學問題，本項目開展了百kHz大能量皮秒雷射產生方法及其動態過程的研究。.採用腔倒空鎖模直接產生百kHz頻率、幾十納焦能量的皮秒種子光，導入百瓦級914 nm泵浦的Nd:YVO4再生放大器放大，此方法使種子光頻率與再生放大器一致，因此不需要脈衝選擇器且種子光利用率高；低平均功率的腔倒空鎖模種子光，減少了SESAM上功率熱負荷，有利於延長其壽命；914nm泵浦具有量子效率高，Nd:YVO4晶體熱效應小等優點。.腔倒空鎖模與再生放大相結合的技術方法，對獲得高重頻、大能量皮秒雷射更具技術優勢和發展前景，此方法未見國內報導。
結題摘要
SESAM鎖模技術使得皮秒雷射器由過去複雜、不穩定，大家可望不可及變得大眾完全接受，具備了套用的可能，從此也帶來了對高重頻大能量皮秒雷射產生、放大技術的研究熱潮。通過創新解決皮秒雷射產生及其放大過程中的科學技術問題，最終實現更大能量的高重頻、高光束質量全固態皮秒雷射的目標。 本項目圍繞著百千赫茲大能量皮秒雷射產生方法及其放大過程，開展了連續泵浦高重頻Nd:YVO4、Nd:YAG及Nd:YLF再生放大器和Nd:YVO4腔倒空鎖模雷射器動態過程數值模擬；808nm和888\914 nm帶內泵浦波長下Nd:YVO4晶體熱效應分析；888nm、914nm泵浦Nd:YVO4和885nm泵浦Nd:YAG，高功率、高效率、高光束質量調Q雷射器實驗研究；888nm、914nm泵浦Nd:YVO4和885nm泵浦Nd:YAG，百kHz高功率、高效率、高光束質量再生放大器實驗研究；888nm泵浦Nd:YVO4 MHz大能量腔倒空SESAM鎖模雷射器實驗研究；以及高重頻再生放大器和高重頻腔倒空鎖模雷射器關鍵器件—普克爾盒電光晶體特性研究。 通過上述研究，建立了連續泵浦下腔倒空鎖模雷射器動態過程模擬模型，首次給出了帶內888nm泵浦下，高重頻Nd:YVO4腔倒空SESAM鎖模雷射器，腔內增益、損耗、倒空率腔長等參數，影響多脈衝形成過程的數值解；通過Nd:YVO4、Nd:YAG和Nd:YLF再生放大器動態過程的數值模擬，提出採用上能級壽命較長的Nd:YAG晶體，不需要增加預放等提高注入種子光能量的方法，即可實現穩定的百kHz大能量皮秒雷射再生放大輸出，並通過帶內泵浦技術在實驗上獲得了單脈衝能量200uJ、脈寬15.7ps、高光束質量的百kHz再生放大器輸出，885nm泵浦Nd:YAG百kHz大能量再生放大器這一研究結果未見國內外報導過。上述研究結果不僅對此領域的科學研究有重要意義，而且實驗獲得的最終結果證明所採用的實驗方案具有實際套用價值。
