《高功率光纖飛秒雷射器用高階色散補償鏡的研究》是依託浙江大學，由沈偉東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高功率光纖飛秒雷射器用高階色散補償鏡的研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：沈偉東
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具有可靠性、簡約性和穩定性的光纖飛秒雷射是新一代超快雷射技術。受到自相位調製等非線性效應的影響，在高功率光纖飛秒雷射中高階色散補償成為限制超短脈衝輸出的最主要因素。本項目提出了光學多層薄膜實現高階色散補償的新方案。理論上研究TOD補償鏡的設計方法，採用帶浮點相位最佳化，並通過把容差加入評價函式，提高設計結果的魯棒性。基於雙離子束濺射，實驗上深入研究透反射光學寬波段監控提高厚度精度的方法，探索不同的判停方式、線上快速反演、再最佳化對製備良率的提高。搭建時-頻域白光干涉系統，研究波長-時間-能量三維數據提取TOD的算法，分析光譜解析度、納米步進平台重複性對測試精度的影響。隨著這些科學和技術問題的解決，將實現高階色散補償元件的研製，滿足高功率光纖飛秒雷射技術的需要。
結題摘要
項目執行過程中，在設計上，以多個共軛腔為初始結構，採用粒子群(PSO)最佳化算法最佳化GDD，分別設計了針對Ti:Sapphire和Yb:YAG兩種固態飛秒雷射用的寬波段啁啾鏡和高色散反射鏡，相比常規的變尺度等方法，PSO的搜尋收斂速度明顯提高；考慮到1nm的厚度容差，比較了不同設計的魯棒性。搭建了時/頻域白光干涉系統測試多層薄膜的相位特性，發展波長/時間/能量三維數據提取群延遲的算法；研究了包絡線法、平滑算法對TOD精度的影響，提高了測試的穩定性和精度。採用自製的雙離子束濺射設備，基於晶振/時間的複合監控策略，針對鈦寶石飛秒雷射系統，設計和製備了600nm-1000nm內反射率＞99.5%，提供平均-40fs2 GDD補償量的啁啾鏡對，實驗測試結果和設計相吻合，兩個啁啾鏡的GDD震盪實現了互補，在系統套用中成功實現了鎖模，獲得了29fs的脈衝輸出，這也是國內第一個實驗製備的寬波段啁啾鏡對。針對大模場摻Yb光子晶體光纖飛秒雷射系統，設計和製備了GDD補償量-1500fs2的高色散補償鏡，經腔外壓縮獲得了270fs的脈衝輸出。在國際上首次提出了多層介質薄膜的差分相移分束鏡，並在實驗上進行了驗證，已在中國工程物理院偏振測試儀上的到套用。
