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Nd,Gd:SrF_(2)晶体材料在宽带放大中的光谱增益特性

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物理学报 2023年第22期72卷 188-193页

作者：蒋东镔张颖姜大朋朱斌李纲孙立黄征卢峰谢娜周凯南粟敬钦中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900 中国科学院上海硅酸盐研究所上海201899

光谱的增益窄化是影响超短脉冲宽带放大的关键因素之一.本文利用Nd,Gd:SrF_(2)晶体发射光谱的特点,开展了宽带放大中的光谱增益特性理论和实验的研究.通过数值模拟,详细研究了激光增益介质在不同的光谱增益线型及不同增益倍数下,输出光... 详细信息

光谱的增益窄化是影响超短脉冲宽带放大的关键因素之一.本文利用Nd,Gd:SrF_(2)晶体发射光谱的特点,开展了宽带放大中的光谱增益特性理论和实验的研究.通过数值模拟,详细研究了激光增益介质在不同的光谱增益线型及不同增益倍数下,输出光谱的演化规律.Nd,Gd:SrF_(2)晶体光谱增益窄化特性研究实验结果表明,输入光谱半高宽为5 nm时,在140倍的增益条件下,Nd,Gd:SrF_(2)晶体的输出光谱宽度未见明显窄化,实验结果与理论计算分析相符合.研究结果为氟化物晶体在宽带啁啾脉冲放大的应用奠定了基础.

关键词：宽带放大增益窄化氟化物晶体氙灯泵浦

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皮秒短脉冲光参量啁啾脉冲放大中泵浦信号高精度同步主动控制技术研究

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物理学报 2022年第7期71卷 137-146页

作者：李纲郭仪曾小明谢娜邵忠喜黄征孙立蒋东镔卢峰朱斌周凯南粟敬钦中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室绵阳621900 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

在皮秒短脉冲泵浦的光参量啁啾脉冲放大(ps-OPCPA)系统中,泵浦光与信号光之间的高精度时间同步是需要解决的关键问题之一.本文基于中国工程物理研究院激光聚变研究中心的全OPCPA激光装置,对用于前端ps-OPCPA中泵浦光与信号光的高精度同... 详细信息

在皮秒短脉冲泵浦的光参量啁啾脉冲放大(ps-OPCPA)系统中,泵浦光与信号光之间的高精度时间同步是需要解决的关键问题之一.本文基于中国工程物理研究院激光聚变研究中心的全OPCPA激光装置,对用于前端ps-OPCPA中泵浦光与信号光的高精度同步主动控制技术进行了详细研究.采用大啁啾信号光窄光谱光参量放大的主动反馈方式,通过合理设计反馈光路信号光的时域展宽啁啾系数,将泵浦光与信号光的同步时间抖动从ps量级降低至百fs量级的时间范围,从而极大地改善了前端ps-OPCPA的能量和光谱不稳定性:7 min测试时间内泵浦光与信号光相对同步时间抖动的均方根值(RMS)从458 fs改善至93 fs,输出能量RMS不稳定性从30.3%改善至3.15%,且维持光谱宽度大于100 nm的稳定宽光谱输出.

关键词：光参量啁啾脉冲放大皮秒泵浦脉冲高精度同步

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多程放大系统主放大级光学优化设计

物理学报 2006年第10期55卷 5277-5282页

作者：王方朱启华蒋东镔张清泉邓武景峰中国工程物理研究院激光聚变研究中心高能高密度等离子体物理国家实验室绵阳621900

应用系统像差控制和鬼点追迹理论,采用分段优化、整体校合、整体优化的思想,对采用离轴多程放大的高功率固体激光装置的主放大级部分进行了系统光学优化设计.并将设计的结果与优化前的系统进行了对比,为今后此类系统的光学设计提供了参考.

关键词：离轴多程放大光学设计鬼点追迹系统像差

激光二极管端面抽运的焦耳级10 Hz“V”型水冷Yb:YAG激光器

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中国激光 2010年第1期37卷 44-48页

作者：段文涛蒋新颖蒋东镔郑建刚李明中於海武中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为研究激光二极管抽运的大能量重复频率Yb:YAG激光器的关键单元技术,建立了焦耳级10 Hz"V"型有源镜(AM)构型Yb:YAG激光器。设计了一套空心导管抽运耦合系统,获得了90%的抽运耦合效率。设计了水冷增益介质的热管理方案,10 Hz自由振荡模... 详细信息

为研究激光二极管抽运的大能量重复频率Yb:YAG激光器的关键单元技术,建立了焦耳级10 Hz"V"型有源镜(AM)构型Yb:YAG激光器。设计了一套空心导管抽运耦合系统,获得了90%的抽运耦合效率。设计了水冷增益介质的热管理方案,10 Hz自由振荡模式工作时获得3.3 J激光输出,光-光转换效率27.5%,相对1 Hz重复频率工作(4.4 J)能量仅下降了25%。对"正"、"背"面抽运两种构型的实验研究结果表明,"正"面抽运对介质热效应的抑制弱于"背"面抽运,与计算结果一致,但"正"面抽运效率高,无镀膜难题,更有利于工程化。

关键词：固体激光器激光二极管抽运 Yb:YAG晶体热管理

高功率激光二极管端面抽运重复频率Yb:YAG激光器

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中国激光 2009年第7期36卷 1831-1834页

作者：蒋东镔段文涛徐美健蒋新颖於海武李明中中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

采用940 nm InGaAs激光二极管(LD)阵列端面抽运片状Yb:YAG晶体,谐振腔采用V形有源镜构型,实现了1030 nm红外激光输出。实验中分别测试了激光器在不同重复频率(1 Hz,2 Hz,5 Hz,10 Hz)条件下的激光输出特性。当输出耦合镜的反射率为73%,... 详细信息

采用940 nm InGaAs激光二极管(LD)阵列端面抽运片状Yb:YAG晶体,谐振腔采用V形有源镜构型,实现了1030 nm红外激光输出。实验中分别测试了激光器在不同重复频率(1 Hz,2 Hz,5 Hz,10 Hz)条件下的激光输出特性。当输出耦合镜的反射率为73%,在抽运能量为7.6 J(功率密度为13 kW/cm3)时,1 Hz重复频率输出稳定运行于2.43 J,光-光转换效率为32%,斜率效率为54.5%;10 Hz重复频率输出稳定运行于1.76 J,光-光转换效率为23.2%,斜率效率为43.3%。

关键词：激光器 Yb:YAG晶体激光二极管阵列端面抽运重复频率

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啁啾堆积脉冲传输过程中的小尺度自聚焦效应

强激光与粒子束 2011年第1期23卷 45-48页

作者：张颖朱启华曾小明周凯南蒋东镔赵磊郝欣黄小军中国工程物理研究院激光聚变研究中心高温高密度等离子体物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明：随着子脉冲带宽的微小变化,啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5-3.0倍;当子脉冲间存在着随机相位扰动时,啁啾堆积的峰值功率... 详细信息

研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明：随着子脉冲带宽的微小变化,啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5-3.0倍;当子脉冲间存在着随机相位扰动时,啁啾堆积的峰值功率约为相同输出能力窄带脉冲功率的3倍。建立了啁啾堆积脉冲的时空非线性传输放大模型,模拟得到堆积脉冲传输过程中的非线性增长因子,并与相同能量的窄带脉冲进行了比较,揭示了啁啾堆积脉冲在高功率激光装置中的传输放大过程中出现的一些新现象以及可能导致的后果。

关键词：非线性传输啁啾脉冲 B-T理论小尺度自聚焦

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离轴多程放大系统中光学设计的初步研究

强激光与粒子束 2005年第12期17卷 1843-1846页

作者：王方朱启华徐冰张清泉蒋东镔邓武黄征唐晓东中国工程物理研究院激光聚变研究中心高温高密度等离子体物理国家级重点实验室四川绵阳621900

通过对离轴多程放大系统的光学设计的分析,并结合三大高功率固体激光装置的实际应用情况,指出在此类系统的光学设计中应重视抑制鬼点破坏和控制系统像差。设计的关键在于确定合适的透镜F数,并通过控制透镜的曲率半径和倾斜角度,在保证... 详细信息

通过对离轴多程放大系统的光学设计的分析,并结合三大高功率固体激光装置的实际应用情况,指出在此类系统的光学设计中应重视抑制鬼点破坏和控制系统像差。设计的关键在于确定合适的透镜F数,并通过控制透镜的曲率半径和倾斜角度,在保证无鬼点破坏的情况下使得系统像差较小。

关键词：光学设计鬼点系统像差离轴多程放大高功率固体激光

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用于高能啁啾脉冲压缩的光子晶体光栅的设计

强激光与粒子束 2011年第9期23卷 2297-2300页

作者：周凯南朱启华黄小军曾小明王逍赵磊左言磊蒋东镔黄征中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为了克服目前高能短脉冲装置压缩光栅的损伤阈值无法满足要求的问题,针对星光Ⅲ装置皮秒激光束的压缩器,设计了由熔石英材料构成的、具有较高损伤阈值的光子晶体光栅,该光栅由2维光子晶体和表面光栅结构两部分组成,具有高反射效率和强... 详细信息

为了克服目前高能短脉冲装置压缩光栅的损伤阈值无法满足要求的问题,针对星光Ⅲ装置皮秒激光束的压缩器,设计了由熔石英材料构成的、具有较高损伤阈值的光子晶体光栅,该光栅由2维光子晶体和表面光栅结构两部分组成,具有高反射效率和强角色散的能力。计算结果显示:经过优化设计的光子晶体光栅在波长1 053nm,57°～77°的入射范围内,-1级衍射效率超过了92%,而当入射角为71°时,在1 040～1 090nm光谱范围内,-1级衍射效率超过92%,性能满足使用要求。

关键词：光子晶体损伤阈值压缩器光栅超强激光

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高效大功率激光二极管阵列端面抽运耦合系统

中国激光 2009年第1期36卷 51-55页

作者：段文涛蒋东镔蒋学君蒋新颖徐美健於海武中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

利用光线追迹法为12 kW激光二极管(LD)阵列抽运的Yb∶YAG激光器设计了一套空心导管型耦合系统并开展了耦合实验,以研究大功率LD阵列端面抽运结构的高效耦合技术及模拟设计方法。基于LD结构和发光特性,以高斯型微激射元为基本单位建立单... 详细信息

利用光线追迹法为12 kW激光二极管(LD)阵列抽运的Yb∶YAG激光器设计了一套空心导管型耦合系统并开展了耦合实验,以研究大功率LD阵列端面抽运结构的高效耦合技术及模拟设计方法。基于LD结构和发光特性,以高斯型微激射元为基本单位建立单条LD和LD阵列光源模型,设计了由透镜和镀银板构成的抽运光汇聚传输系统。实验结果表明,该耦合系统实现了对抽运光的高效耦合,且强度分布与模拟结果一致。该耦合系统传输损耗低,反射板的反射率为94%时耦合效率达92.3%;输出光束具有良好的传输性能,有效抽运区域接近理论值,且增益介质表面分布均匀,满足实验要求。

关键词：激光技术激光二极管空心导管光线追迹