所输出的载波包络相位偏移频率由声光移频器203补偿，提供载波包络相位偏移频率为0的脉冲输出；
(2)使用一对材料为SF10的顶角为59°的等腰棱镜204和等腰棱镜205作为预啁啾管理装置，使用高低镜206将光路压低再次通过等腰棱镜204和等腰棱镜205，用另一面反射镜207将出射脉冲反射到有源光学谐振腔300内；
(3)由输入耦合镜301导入有源光学谐振腔300的脉冲，经反射镜302反射后，由曲面镜
303、304聚焦到增益介质305上，在栗浦激光器500激励的作用下，发生非线性光学放大过程，光谱被展宽，脉冲幅度被放大；
(4)有源光学谐振腔300的腔长由电子控制线路400控制，控制方式为调节栗浦激光器500电流，通过精确调节电流以调节栗浦激光器500功率，从而控制增益介质305的折射率，实现对有源光学谐振腔300腔长的精密控制；
(5)增益介质305选用5臟厚掺杂溶度为10.&丨%的￥13:￥46透明陶瓷材料，栗浦激光器500选用中心波长940nm光纤耦合的半导体激光器；
(6)经过放大后的脉冲的偏振态由偏振控制装置308控制，偏振控制装置308包含一块二分之一波片和一块格兰棱镜；
(7)叠加的脉冲具有较高的脉冲能量，经过输入耦合镜301反射，经过非线性晶体7，在自相位调制的作用下光谱进一步展宽，非线性晶体选用一块厚度为3_厚的二氧化硅薄片；
(8)叠加后的脉冲经过反射镜302输出，输出脉冲经过另一对刻线密度为6001/mm的布拉格闪耀光栅606、605和一对材料为SF10的棱镜组成的棱栅压缩器603、604进行压缩，补偿放大过程中引入的二阶色散和高阶色散，最终获得高峰值功率，宽光谱的超短脉冲输出。
[0026]
实施例4:如图4所示，本实施例具体涉及一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统及其工作方法，该自相似超短脉冲放大系统包括依次连接的光学频率梳状发生器100、预啁啾管理装置200、有源光学谐振腔300以及色散补偿装置600，有源光学谐振腔300上还连接有电子控制线路400以及栗浦激光器500。其中:
光学频率梳状发生器100使用中心波长在1560nm、光谱宽度40nm、脉冲宽度lOOfs、输出功率为500mW的掺铒光纤光梳作为种子源；
预啁啾管理装置200由声光调制器208、布拉格闪耀光栅209、布拉格闪耀光栅210、高低镜211以及反射镜212组成；
有源光学谐振腔300包括在光路上依次连接的输入耦合镜301、电光调制器309、输出镜
302、曲面镜303、增益介质305、偏振控制装置308以及曲面镜304，电光调制器309同电子控制线路400连接。
[0027]色散补偿装置600由一对刻线密度为600 Ι/mm的布拉格闪耀光栅605、606和一对材料为SF10的棱镜组成的棱栅压缩器603、604组成。
[0028]如图4所示，本实施例中基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统的工作方法包括如下步骤:
(1)光学频率梳状发生器100使用中心波长在1560nm、光谱宽度40nm、脉冲宽度lOOfs、输出功率为500mW的掺铒光纤光梳作为种子源，光学频率梳状发生器100输出的载波包络相位偏移频率由声光调制器208补偿，提供载波包络相位偏移频率为0的脉冲输出；
(2)使用一对6001/mm的布拉格闪耀光栅209、210作为预啁啾管理装置，使用高低镜211将光路压低再次通过布拉格闪耀光栅209、210，用另一面反射镜212将出射脉冲反射到有源光学谐振腔300内；
(3)由输入耦合镜301导入有源光学谐振腔300的脉冲，经反射镜302反射后，由曲面镜
303、304聚焦到增益介质305上，在栗浦激光器500激励的作用下，发生非线性光学放大过程，光谱被展宽，脉冲幅度被放大；
(4)有源光学谐振腔300腔长由电子线路400控制，控制方式为调节电光调制器(EOM)309的驱动电流，通过精确调节驱动电流实现对有源光学谐振腔300腔长的精密控制；
(5)增益介质305选用6mm厚掺杂溶度为6.&丨％的(>:YAG晶体，栗浦激光器500选用中心波长1064nm掺镱光纤激光器；
(6)经过放大后脉冲的偏振态由偏振控制装置308控制，偏振控制装置308包含一块二分之一波片和一块偏振分束棱镜；
(7)叠加后的脉冲经过反射镜302输出，输出的脉冲经过另一对刻线密度为10001/mm的布拉格闪耀光栅606、605和一对材料为SF2的棱镜组成的棱栅压缩器603、604进行压缩，补偿放大过程中引入的二阶色散和高阶色散，最终获得高峰值功率，宽光谱的超短脉冲输出。
【主权项】
1.一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统，其特征在于所述自相似超短脉冲放大系统包括依次连接的光学频率梳状发生器、预啁啾管理装置、有源光学谐振腔以及色散补偿装置，其中，所述有源光学谐振腔上还连接有电子控制线路以及栗浦激光器。2.根据权利要求1所述的一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统，其特征在于所述有源光学谐振腔包括在光路上依次连接的输入耦合镜、非线性晶体、输出镜、曲面镜A、偏振控制装置、增益介质以及曲面镜B，其中，所述输入耦合镜接所述预啁啾管理装置，所述输出镜接所述色散补偿装置，所述曲面镜B的光路反射角度指向所述输入耦合镜，所述增益介质连接所述栗浦激光器。3.根据权利要求1所述的一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统，其特征在于所述预啁啾管理装置为啁啾镜、光栅、棱镜、棱栅中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统，其特征在于所述色散补偿装置为啁啾镜、光栅、棱镜、棱栅中的一种或多种组合。5.—种涉及权利要求1-4中任一所述基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统的工作方法，其特征在于所述工作方法包括如下步骤:所述光学频率梳状发生器输出脉冲，经所述预啁啾管理装置对脉冲啁啾进行预补偿;之后脉冲经所述输入耦合镜进入所述有源光学谐振腔内，所述有源光学谐振腔腔长由所述电子控制线路进行调节并锁定，输入脉冲经所述输出镜反射到所述曲面镜A上，并由所述曲面镜A聚焦到所述增益介质上，在所述栗浦激光器激励的作用下，脉冲发生非线性光学放大，放大的脉冲经所述曲面镜B反射到所述输入耦合镜，与下一个进入所述有源光学谐振腔内的脉冲叠加，叠加后的脉冲继续在腔内传输放大，如此往复，脉冲形成自相似放大，经过所述非线性晶体在自相位调制的作用下光谱进一步展宽，光谱展宽后的脉冲经所述输出镜输出；输出的脉冲经所述色散补偿装置补偿由于自相似放大引入的色散。6.根据权利要求5所述的一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统的工作方法，其特征在于所述有源光学谐振腔腔长由所述电子控制线路进行调节并锁定是指:将所述有源光学谐振腔腔长调整为与所述光学频率梳状发生器的激光腔长相等或呈整数倍关系ο
【专利摘要】本发明公开了一种基于有源谐振腔的自相似超短脉冲放大系统及其工作方法，其特征在于所述自相似超短脉冲放大系统包括依次连接的光学频率梳状发生器、预啁啾管理装置、有源光学谐振腔以及色散补偿装置，其中，所述有源光学谐振腔上还连接有电子控制线路以及泵浦激光器。本发明的优点是，基于外腔增强技术，使用固体增益介质实现超短脉冲的自相似放大，克服了增益窄化，实现在放大过程中光谱的非线性展宽，提高了脉冲对比度，并有效抑制了光纤放大器在高功率放大过程中遇到的模式不稳定、自聚焦等问题；该系统能作为研究强场激光物理学、非线性光学可靠的科研工具。
【IPC分类】H01S3/00, H01S3/08, H01S3/094
【公开号】CN105470794
【申请号】CN201610013655
【发明人】刘洋, 李文雪, 王超, 罗大平, 曾和平
【申请人】华东师范大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月11日