啁啾体布拉格光栅在超快激光领域的运用

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  飞秒超快强激光技术是或得高功率飞秒光源的重要手腕。自上世纪80年代,Mourou等人初次将雷达信號放大理论运用于光学领域,提出啁啾脉冲放大(CPA)技术概念以来,飞秒超快强激光技术就获得了很大的发展。啁啾脉冲放大(CPA)技术的核心思想是:为防止放大过程当中,光脉冲能量超过元件的损伤阈值而损伤元件,同时又可以有效地从增益介质中抽取能量,先将脉冲经过展宽器展宽后再进入放大器中放大,从放大器中出来的脉冲再经过压缩器压缩,这样便可以得到短脉冲、高功率的飞秒脉冲。

  按照啁啾脉冲放大原理,飞秒强激光脉冲系统主要由四部分构成:超短脉冲振荡器、脉冲展宽器、脉冲放大器乃至脉冲压缩器。飞秒脉冲系统的主要技术就是色散赔偿问题,即脉冲展宽器与脉冲压缩器的合理设计的问题。下面就简单介绍一下飞秒激光系统中的脉冲展宽器和脉冲压缩器:

  (1)脉冲展宽器设计原理:脉冲进入脉冲展宽器,经过脉冲展宽器的光栅(CBG)衍射后,脉冲中不同频次的光因衍射角不同而分离开,而衍射元件的安放又使脉冲的蓝光部分的光程比红光部分长,这样红光就会先于蓝光离开脉冲展宽器,种子脉冲就得到了初始展宽,经过展宽后的脉冲峰值功率低,这样就不会损伤光学元件且能防止脉冲光过强而产生的各种非线性效应。

  (2)脉冲压缩器设计原理:与脉冲展宽器恰好相反,脉冲压缩器是将已展宽的高能量光谱再压缩回其初始的光谱状態。这样,就得到了短脉冲、高功率的飞秒脉冲。

  那么怎么样获得一个抱负的脉冲展宽器和脉冲压缩气呢?那么,啁啾体布拉格光栅(CBG)是一个良好的选择。

  啁啾体布拉格光栅是第一款可商业用在飞秒激光脉冲的展宽和压缩的光栅产品。它是一种反射式布拉格光栅且周期沿着光传播的方向逐步改变。它还是当前超短飞秒脉冲激光领域可以经受高脉冲能量和高功率的最小脉冲展宽器和脉冲压缩器。

  在当前的光栅市场中,传统的刻痕光栅只能经受10W以下的平均功率,而光纤光栅也不能经受较高的功率密度。所以,现在的高功率啁啾脉冲放大(CPA)多依靠于电介质衍射光栅进行脉冲的压缩。但是,这种电介质光栅仍然具备与传统光栅同样的缺点:体积较大、偏振敏感性强、光学设置复杂等。为了战胜这些缺点,就需要重新找寻一款新型的脉冲展宽器和压缩器。终究,科研工作者经过对高分子材料——光敏玻璃(Photo-Thermo-Refractiveglass简称PTR)的加工,成功的研制出了大孔径啁啾体布拉格光栅(CBG上海昊量光电设备有限公司-中国地区代办代理商)用在啁啾放大技术(CPA)的脉冲的展宽和脉冲的压缩。基于啁啾体布拉格光栅(CBG)(上海昊量光电-中国区域代办代理商)设置的高功率光纤啁啾脉冲放大(CPA)系统如图1所示:

  图1高功率光纤CPA放大系统的实验设置图

  伴随着技术的一同性,国内的一些科研工作者们也逐步开始用这种新型的啁啾体布拉格光栅(CBG)用在脉冲的展宽和脉冲的压缩,而且得到很好的功效。具啁啾体布拉格光栅(CBG)工作原理图如图(2)所示。

  图2脉冲的展宽与压缩(种子光从一侧射入可展宽,另外一侧则压缩)
 



大粤激光(DAYUE LASER)品牌简介


大粤激光(DAYUE LASER)是一家专业从事精密激光焊接和高精度激光打标设备的制造商,生产销售精密激光焊接机和高精度激光打标机。

目前研发生产和销售的产品有:激光点焊机,激光焊接机,激光打标机等自动化激光工业设备,包括连续光纤激光焊接机、脉冲激光焊接机、QCW精密激光焊接机、光纤传导激光焊接机、振镜扫描激光焊接机(又分光纤传导型和硬光路型),机器人激光焊接机、四轴联动激光焊接机、能量反馈激光焊接机、三通激光焊接机、电池极耳激光焊接机、直綘对焊激光焊接机、首饰激光点焊机、牙科激光点焊机、桌面式激光点焊机、激光模具烧焊机、吊臂式激光模具烧焊机、悬臂式激光模具烧焊机、光纤激光打标机,CO2激光打标机,紫外激光打标机,绿光激光打标机,飞行在线激光打标机、激光喷码机、MOPA氧化铝激光打标机、自动激光打标系统、龙门式大幅面激光打标系统、1.5米刻度激光打标系统、PLC在线激光打标系统、XY数控视觉定位激光打标系统、在线飞行视觉定位激光打标系统、3D激光打标机、自动对焦激光打标系统、便携式激光打标机、桌面式激光打标机、壹轴激光打标机、三轴手机壳激光打标系统等等。


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