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第36卷第 1 2期 光 子 学 报 Vo1．36 No．12 2007年 1 2月 ACTA PH()T()NICA SINICA December 2007 基于Ti：sapp hire 振荡源的光参量啁啾脉冲放大器* 李晓莉 ，石顺祥 ，刘红军 ，王红英 ，赵卫 (1西安电子科技大学 技术物理学院，西安 710071) (2中国科学院西安光学机密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119) 摘 要：以钛宝石飞秒振荡源作为种子源，在二级放大器中，采用种子光被同一束抽运光在有效非 线性系数最大的平面内放大两次的双通光参量放大结构，实现高增益光参量啁啾脉冲放大．实验 得到了3×10 的总增益，信号光输出能量为3 mJ，能量晃动小于3 rms，此时参量荧光仅占输出 总能量的1 ．实验结果表明，采用这种放大系统，提高了信号光与抽运光在时域上的匹配，有效地 抑制了参量放大过程中参量荧光的产生，同时提高了系统的稳定性． 关键词：激光放大器；参量振荡器与放大器；超快激光；超快技术 中图分类号：TN248．1 文献标识码：A 文章编号：1004—4213(2007)12—2231-4 0 引言 1 实验装置 随着对超短超强激光脉冲需要的增长，近年来， 光参量啁啾脉冲放大实验原理图如图1，种子 光参量啁啾脉冲放大系统 (Optical Parametric 源为自制的钛宝石飞秒振荡源，中心波长 800 nm， Chirped Pulse Amplification，OPCPA)_l 纠取得很 脉宽55 fs，谱宽28 nm，重复频率80 MHz．由于抽 大的进展．由于双通和多通光参量啁啾脉冲放 运光是纳秒光，为了实现信号光与抽运光在时域上 大 具有结构紧凑、增益高、转换效率高，且可以 的匹配，信号首先在高展宽比欧浮纳型展宽器中展 有效地抑制参量放大过程中的参量荧光，所以近年 宽为545 ps，然后经过普克盒选单成为 10 Hz的光 来已成为人们研究的热点．尤其是 Y．Stepanenko 脉冲，准直(直径为2．5 mm)后入射到第一级放大 采用一束抽运光四通放大信号光的实验研究，使信 晶体中进行放大，放大后的信号光重新准直(直径为 号光在一块非线性晶体中被同一束抽运光放大四 3 ram)后再入射到第二级晶体进行第一通放大，从 次．在信号光被一束抽运光放大的多通光参量啁啾 二级晶体出来的放大光被反射回晶体2再次被放大． 脉冲放大系统中，短的信号光每次被长抽运光的不 信号光与抽运光在二级晶体中的两通放大的时域与 同部分放大，每一次放大过程中，信号光与抽运光所 空域的分布如图2．从图2(a)中可以看出，信号光 工作的平面都不在抽运光波矢和光轴所确定的平面 与抽运光在T 时刻进行第一通放大，放大后的信 (此平面内，有效非线性系数最大)，因此这种放大结 号光通过反射镜M ～M。反射回二级晶体，与抽运 构的单通增益较低，多通放大结构需要改进． 光在 T2时刻进行二次放大。为了实现两次放大时 本文采用与传统双通光参量啁啾脉冲放大结构 信号光与抽运光在时域上很好的匹配，从 M．经 不同的双通光参量啁啾放大器，使信号光在一个非 M。、M。反射回晶体的光程应该尽可能的小，也就是 线性晶体内被同一束抽运光在有效非线性系数最大 T 时刻和T 时刻的间隔要尽量的小．从图2(b) 的平面内完全相位匹配的条件下放大两次．实验得 中可以看出，两次放大的信号光和抽运光的两次相 到了3×10 的双通总增益且当信