一、超短脉冲激光测量的标定方法（论文文献综述）
孙肖亭[1]（2021）在《基于LabVIEW的超短脉冲脉宽测量系统研制》文中研究说明近年来超短脉冲激光在生物医疗、精密加工、材料化工以及通讯等领域都有良好的应用和发展,例如在超快加工技术方面,利用高峰值功率的超短光脉冲对材料进行处理,可以有效地降低材料的热堆积效应,提高切割和打孔效率。由于超短脉冲的脉宽对整个激光器的使用性能起着决定性的作用,同时飞秒激光器研制过程中对激光器的脉冲宽度也有着明确的技术参数要求,因此研究开发超短脉冲脉宽测量系统有重要的科研和实际应用价值。本文基于非共线二次谐波自相关原理搭建了用于测量飞秒激光脉冲宽度的自相关装置,并基于LabVIEW软件编写了脉宽测量程序实现测量数据在线分析、处理以及激光脉冲宽度显示,达到了快速实时监测飞秒激光器状态的目的。本文在分析超短脉冲的研究进展和超短脉冲脉宽测量技术国内外现状的基础上,提出了基于虚拟仪器技术平台的非共线自相关法的测量装置,建立了超快脉宽测量系统理论和试验模型。根据Maxwell方程组和物质方程推算出第Ⅰ型非共线瞬态耦合波方程组以及其在小信号情况下的解析解,并根据非线性晶体的倍频效应原理对自相关信号的产生进行了理论分析。制定了具体实验方案,通过分析BBO晶体的有效非线性系数、相位匹配方式、倍频转换效率以及群速度失配等因素,利用MATLAB软件模拟了BBO晶体的第Ⅰ型相位匹配角、待测光脉冲的非共线夹角和入射波长之间的关系,确定BBO晶体尺寸为8mm×8mm×0.4mm,其第Ⅰ型相位匹配角为29.2°,从而完成了系统总体设计,搭建了基于LabVIEW的超短脉冲脉宽测量系统。通过在线自标定方法实现了单像素精度为1.049fs,在此基础上对型号为Mira-900的飞秒激光器（中心波长800nm、重复频率76MHz、脉宽约90fs）进行验证测试,获得高斯型脉冲宽度为95.3fs。测试结果表明本文自相关装置可以实现100飞秒内的激光脉冲宽度实时准确测量。
闫博[2]（2021）在《准直O2和N2分子高次谐波光谱极小值实验研究》文中进行了进一步梳理原子分子等体系与飞秒激光作用过程中,产生了许多非线性现象,如:阈上电离和高次谐波等。高次谐波是获得阿秒脉冲和XUV相干光源的特殊手段,并且对研究分子轨道结构超快成像具有重要意义。转动波包的结构信息和相位以及分子轨道结构等都被编码在谐波光谱中。因此,从高次谐波光谱中提取的信息可以帮助我们解析强场超快物理学过程。高次谐波光谱的极小值结构可以反映出分子的轨道结构和电子的超快动力学过程,由此引起了人们的广泛关注。我们首先研究了线偏振激光场中O2和N2分子辐射的高次谐波产率随时间延迟的变化规律。发现当O2和N2分子处在准直点和反准直点时,谐波光谱中都观察到了明显的极小值结构,而随机取向的分子的谐波光谱中的极小值结构较弱。由此说明准直分子的谐波光谱中编码了较丰富的分子结构信息。其次,我们研究了准直O2和N2分子的高次谐波光谱极小值结构的变化规律。结果显示O2分子的谐波光谱中存在多轨道干涉极小值,其位置随激光强度的变化而变化。N2分子的谐波光谱中存在类库伯极小值,极小值的位置不随激光强度的变化发生移动,只与分子中的电子结构有关。此外,我们还发现由于HOMO和HOMO-1轨道在准直点和反准直点的贡献不同,导致N2分子谐波谱中的极小值在准直点和反准直点处位置略微移动。通过分析谐波谱中极小值结构的产生机制,可以帮助我们直观地揭示分子的结构特征,进而更深入地了解激光与分子相互作用的物理过程。
李徐桐,欧阳小平,张雪洁,李展,潘良泽,徐英明,杨琳,朱宝强,朱俭,朱健强[3]（2021）在《基于平面平晶的单次自相关仪标定技术研究》文中指出提出一种标定超短脉冲测量装置时间分辨率的新方法。设计制作可产生特定时间延迟的平面平晶,标定时将其放置在自相关仪前的光路中;待测光脉冲经过平面平晶后会产生时间延迟为T的双脉冲,该双脉冲到达自相关晶体发生相互作用,产生自相关信号,此时信号的主峰两端会出现较为明显的次峰信号,该次峰信号之间的时间间隔为2T,这样双脉冲的时间延迟就转换为次峰信号峰值的空间距离,经CCD接收后可计算得到自相关仪的时间分辨率。采用此方法对自相关仪时间分辨率标定的结果为217.88 fs/pixel,与移动光程延迟器法得到的标定结果214.27 fs/pixel相比,相对误差仅为1.68%;与可单次标定的鉴别率板法相比,采用此方法标定结果的相对扩展不确定度为1.50%,优于鉴别率板法的6.96%。
张艳琳[4]（2021）在《深紫外飞秒激光脉宽测量研究》文中研究指明紫外超短脉冲可以提供高的峰值功率和高的时间分辨率,已经成为研究超快现象的强有力工具。紫外超短脉冲朝着窄脉宽、高能量、短波长的方向不断发展。激光脉宽作为表征超短脉冲时域特性的一个重要参数,便捷、准确获得激光的脉宽信息在超快激光技术的研究中变得越来越重要。由于大多数晶体材料在紫外波段不透明,具有强烈的吸收,且无法满足相位匹配条件,常用的超短脉冲脉宽测量方法,如自相关法、频率分辨光学开关法（FROG）和光谱位相相干电场重构法（SPIDER）无法直接用于紫外波段脉宽的测量。目前仍没有商业化的紫外自相关仪,因此开展紫外超短脉冲脉宽测量技术研究,有效解决了紫外脉冲测量的难题,对紫外超短脉冲的表征和应用具有重要意义。双光子荧光法是基于非线性介质双光子荧光现象的一种自相关测量方法,无需相位匹配,可实现单脉冲测量,适用于紫外超短脉冲的脉宽测量。针对深紫外飞秒激光脉宽测量需求,本文利用双光子荧光法,自主设计并搭建了一套双光子荧光飞秒脉宽测量系统,进行了 193 nm深紫外飞秒激光的脉宽测量研究。本文主要研究内容有:1)综述了紫外超短脉冲的发展现状和应用优势,引出了超短脉冲脉宽测量的必要性,从自相关法的基本原理出发,重点阐述了适用于深紫外飞秒脉宽测量的双光子荧光法;2)通过对CPA固体放大系统的输出脉宽和193 nm紫外飞秒激光的能量衰减进行测量,研究了深紫外飞秒光源系统的输出特性,基于介质在深紫外波段的双光子吸收性质,选取GaF2作为荧光介质,设计并搭建了一套可移动的三角型双光子荧光紫外飞秒脉宽测量系统;3)实验分析双光子荧光和入射激光光强,确认两者满足平方依赖关系后,使用插入法对飞秒脉宽测量系统进行数值标定,获得单像素对应的时间尺度为7.35 fs,通过控制CCD工作参数,实现193 nm紫外飞秒激光的单脉冲测量,得到脉宽为476.1 fs,与光谱法的计算结果相符;4)研究了曝光时间和介质色散对紫外飞秒脉宽测量的影响,结果表明,CCD未饱和情况下,脉宽与曝光时间呈正相关,而介质色散基本不会造成脉冲展宽。同时,对该套双光子荧光飞秒脉宽测量系统的性能进行分析,得到该系统的最短响应脉宽和波长适用范围分别为46.0 fs和130～248 nm。双光子荧光飞秒脉宽测量系统适用于深紫外飞秒激光的单脉冲测量,且方便移动,为下一步研究准分子超快放大技术以及相关质谱光谱分析仪的研制奠定了基础。此外,深紫外飞秒激光脉宽测量的研究,将对紫外飞秒激光技术研究和其在相关领域的应用起到一定的促进作用。
石章兴[5]（2021）在《基于硫化镉纳米线的非线性微纳光子器件》文中指出近年来,随着光子器件向着小型化、集成化的方向发展,微纳光子学得到了人们的日益关注。作为一种优良的光学波导,半导体光学纳米线因其低光学传输损耗、强倏逝场、强光场约束、高光学非线性系数等特性受到了持续的关注和研究,并在微纳光子学器件中得到了广泛应用。对半导体光学纳米线的深入研究在丰富微纳光子学的器件种类、提高器件的性能参数、实现器件小型化与集成化的目标方面具有较为重大的科学意义。本文中,我们对单根硫化镉（cadmium sulfide,CdS）纳米线中的横向二倍频效应和光致Varshni频移效应进行了深入研究,并成功研制了基于单根CdS纳米线的Sagnac环光学自相关器和光致热光调制器。得益于半导体材料优异的非线性特性,半导体光学纳米线在研制非线性微纳光子器件方面展现出了良好的应用价值。本文主要工作如下:本论文第一章,我们对半导体纳米线的生长技术、光学近场耦合技术及其在微纳光子器件应用方面的研究现状进行了阐述,特别是对半导体纳米线在非线性微纳光子器件中的一些典型应用进行了介绍。论文第二章,我们通过化学气相沉积法成功制备出具有不同直径和长度的CdS纳米线。通过光学显微镜、扫描电镜、荧光光谱等手段对其形貌和导波特性进行了表征。介绍了纳米线导波模式传播常数的数值计算方法,通过时域有限差分法（FDTD）计算了CdS纳米线的基模弯曲损耗与基模群折射率,并对CdS纳米线荧光光谱及荧光传输损耗进行了测量。论文第三章,我们介绍了.单根CdS纳米线Sagnac环光学自相关器的工作。我们首先对非线性光波导中横向二倍频的产生机理和Sagnac环光学自相关器的工作原理进行了介绍。实验中,我们利用光纤探针通过微纳操作,将单根CdS纳米线构建成Sagnac环,将待测超短脉冲通过探针耦合进入Sagnac环中,实现了单端输入、无需调节时延的光学自相关测量。得益于CdS纳米线的高折射率与高柔韧性,Sagnac环光学自相关器的尺寸仅为～46 × 120μm2。我们对不同脉宽的超短脉冲进行了自相关测量,并将实验结果与商用自相关仪的定标结果进行对比,两者具有良好的一致性。与此同时,通过使用不同直径的CdS纳米线,我们还实现了光通信波段超短脉冲的自相关测量。论文第四章,我们介绍了单根CdS纳米线光致热光调制器的工作。我们利用两根光纤探针通过微纳操作,将长度13 μm、直径170 nm的CdS纳米线悬置在空气中,通过光纤探针实现光波的输入输出,深入研究了单根CdS纳米线中的光致Varshni频移效应,并在此基础上实现了基于单根CdS纳米线的光致热光调制器。与其他的热光调制器相比,单纳米线光致热光调制器在尺寸上减小了至少两个数量级（～0.17 × 13.5 μm2）,大大降低了开关功耗（91 μW）,具有较快的响应速度（<20 μs）,比二维材料包覆光纤式的热光调制器调制速率提高了 1到2个数量级,与基于硅基波导的热光调制器速率处于同一数量级。通过使用其他半导体材料,基于半导体纳米线的光致热光调制器工作波长可以拓展到光通信波段,有望实现与硅基波导体系的集成。论文第五章,我们对本文的研究内容和创新点进行了总结,并对未来相关工作进行了展望。
董璐璐[6]（2020）在《新型Nd:SrLaAlO4晶体的激光特性测量及在甲烷检测中的应用研究》文中指出自世界第一台红宝石激光器诞生以来,激光器件已在国家安全、前沿科学研究、大气监测、医学治疗及精密工业加工等领域展现出不可替代性。全固态激光器因体积小、稳定性高等特点,在高脉冲能量、高峰值功率品质要求方面成为激光器件研究的重点。不同的激光运转方式对激光增益介质提出的要求不同,如高功率连续波激光器要求增益介质具有较大的发射截面和较高的热导率;调Q激光器要求其具有较长的上能级寿命;超快激光器要求其具备超宽的增益带宽等。因此,探索和研究具备优异物化、机械、光谱等特性的新型激光增益介质的研究工作成为材料和激光技术领域的研究热点之一。本论文以新型Nd:SrLaAlO4晶体为研究对象,通过探索生长工艺,制备出了高质量单晶,全面测量其热学和光谱等物化性质,系统地研究了 Nd:SrLaAlO4晶体连续波、调Q、宽带可调谐及飞秒激光器件特性。在此基础上,利用光参量振荡技术（OPO）,实现了中红外波段可调谐激光输出,并通过搭建气体检测系统,实现了对大气中CH4浓度的高准确度快速检测。取得的研究成果如下:（1）探索晶体生长工艺,制备了高质量Nd:SrLaAlO4单晶,对晶体的热学及偏振光谱特性进行了系统测量与表征。通过对密度、比热、热膨胀和热扩散等系数的测量,计算得到晶体热导率为4.67 W/（m·K）,该数值接近商用Nd:YVO4晶体的热导率;测量了晶体的偏振吸收和发射光谱,并利用J-O理论计算得到其偏振吸收和发射截面,该晶体在1.07μm处其受激发射截面为5.5× 10-20cm2,发射半峰宽约为34 nm。测量结果表明,Nd:SrLaAlO4晶体是一种优异的激光增益介质,适合于波长可调谐和超快激光器件。（2）研究了 Nd:SrLaAlO4晶体的连续波及调Q激光输出特性。在连续波激光运转下,测量得到最大输出功率为3.54 W,光-光转换效率达到46.4%。以Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体,实现了重复频率48.5 kHz,脉冲宽度12.6 ns的调Q脉冲激光输出;利用液相剥离法制备了新型ReSe2可饱和吸收镜,测量其Raman光谱、AFM微观形貌及非线性可饱和吸收特性,并实现了多层ReSe2可饱和吸收的高重频脉冲激光输出,测量得到最高脉冲重复频率和最短脉冲宽度分别为553 kHz和109 ns,表明二维ReSe2电子-空穴的超快驰豫时间有利于产生高重复频率脉冲激光。（3）系统测量了 Nd:SrLaAlO4晶体可调谐激光的波长调谐范围及输出功率。在输出镜透过率为3%时,获得了 1063-1095 nm的调谐激光输出,调谐范围达到32 nm,最高输出功率为1.49 W。实验结果表明通过双折射滤光片来调节腔内不同纵膜损耗,Nd:SrLaAlO4晶体可以实现稳定的双波长及三波长激光输出,从而在差频产生太赫兹波方面具有很好的应用潜力。（4）研究了 Nd:SrLaAlO4晶体超快激光输出特性。通过合理设计谐振腔结构,优化腔内色散补偿量,成功实现了 Nd:SrLaAlO4晶体飞秒超快激光输出,测量得超短脉冲宽度为458 fs,最大输出功率为520 mW,脉冲重复频率为78.5 MHz。（5）以Nd:SrLaAlO4晶体调Q激光作为泵浦源,搭建了中红外波段激光气体检测系统,成功实现了大气中CH4气体浓度的高准确度、快速检测。测得大气中甲烷的平均浓度为1.90ppm,标准差为0.03 ppm。此外,该中红外波长可调谐激光光源还可以进一步实现对其他气体（CO、CO2等）的浓度检测。
张云峰[7]（2020）在《CS2的非线性光限幅及相关超快动力学研究》文中研究说明近些年来,非线性吸收作为一种主要的非线性光限幅机制一直是该领域的主流研究方向。激发态吸收（ESA）与多光子吸收（TPA）是非线性吸收所研究的重要课题。自Z扫描（Z-scan）技术被发明以来,这种技术已经被广泛运用于提取非线性吸收系数或有效非线性吸收系数。我们搭建了一套白光Z-scan系统,然后基于此搭建了光谱分辨Z-scan系统,并根据黑体辐射理论建立了一套连续谱能量标定方法。我们研究了硒化锌的双光子吸收系数与白光啁啾之间的关系,同时得到了从550 nm到750 nm的连续光谱范围内的双光子吸收系数的光谱分布。并在额外添加了合适的啁啾之后,得出了与前人结果相近的双光子吸收系数。基于此系统,我们发现非线性吸收系数越高,受到非简并吸收影响越大,因此非线性吸收带宽越宽的材料受到非简并吸收影响越严重。另外,由非线性导致的脉冲展宽使非简并性吸收的贡献增加,而群色散效应导致的脉冲展宽使其减小。为了更深刻地理解Z-scan理论并研究Z-scan技术在ESA和TPA机制限幅材料光限幅参数测量上的应用,我们首先进行了一些理论工作。我们对ESA模型和TPA模型下的衰减方程进行了推导和比较。结果表明,两种机制下的的传播方程的形式一致,但ESA机制的非线性吸收系数与脉宽成正比并随中间态寿命增加而增加。当中间态寿命τi增加到80倍脉宽左右时,其对有效非线性吸收系数的影响趋近于极限。另外,我们在亚皮秒量级下引入含时的传播方程,进行了进一步模拟,比较了飞秒脉冲和皮秒脉冲在样品中的传播情况。对比模拟的结果,我们将短脉冲下的吸收增加归因于瞬态相干效应。这种效应能使脉宽在时间上展宽,同时使脉冲在样品中迅速衰减。因此,在样品较厚或是入射脉冲较强的情况下,短脉冲效应产生的透过率改变应该被纳入考虑中。利用我们搭建的光谱分辨Z-scan系统,我们进一步研究了二硫化碳（CS2）在成丝下的三光子吸收。同时我们还使用成丝摄像观察到了CS2的受激散射与成丝现象。我们发现在800 nm左右的非线性吸收形成的光斑没有被产生的等离子体或成丝影响。这个现象的原因是,多光子吸收过程和等离子体产生是先后发生的,同时CS2激发态分子的重吸收过程能够吸收等离子体产生的在800 nm左右的发射。另外,成丝的长度也会影响Z-scan曲线在z轴上的对称轴位置。为了验证CS2的三光子吸收模型并解释“重吸收”和低能量下的成丝与解离现象,我们开展了对CS2在800 nm泵浦下的超快动力学的时间分辨研究。我们使用了一套切换单,双光子泵浦的泵浦探测系统。除了全局拟合,我们还使用了时频分析和主成分分析（PCA）处理瞬态吸收光谱数据。我们提出了一种动力学模型。低能量下,三重态的解离电离通道被证明在这个过程中扮演了重要的角色。同时,系间蹿越以及准束缚核振动运动是形成“重吸收过程”的主要原因。另外,CS2在800nm的非线性吸收过程被PCA证明是三光子吸收过程。因此在三光子吸收后的整个动力学过程的图景就被勾勒了出来。
黄沛[8]（2019）在《周期量级光脉冲的相干控制与合成研究》文中研究说明激光是了解微观世界的关键工具,而超短脉冲激光更是对探索和控制微观领域的分子、原子以及电子的运动意义重大。目前,单路激光器很难将一个倍频程以上的光谱进行很好的色散补偿,使得单路激光器的输出脉宽存在一定极限。使用相干合成技术对不同的光谱分别进行相位以及振幅调控,可以将一个倍频程以上的光谱进行很好的压缩,用以产生周期量级甚至亚飞秒量级的超短脉冲。基于此背景,本论文主要围绕着周期量级脉冲相干合成技术展开,一方面,完善相干合成关键性技术中:超宽超连续光谱的产生、脉冲之间相位的精确调控、脉宽压缩以及测量等实验;另一方面,使用相干合成技术进行高次谐波产生等应用实验研究。论文的主要研究内容与创新性实验成果如下:1、设计并搭建了高能量、周期量级超短脉冲的空芯光纤系统。使用的驱动光源为商用钛宝石激光器（Coherent）,输出参数为单脉冲能量5 mJ、脉宽35 fs、重复频率1kHz、中心波长800 nm。注入到内径400μm,长度1 m的充气空芯光纤中,实验尝试了在真空情况下不同泵浦能量的透过率、氦气以及氖气作为非线性介质的光谱展宽量以及在最优的光谱展宽下压缩测量的脉宽。最终实现了2 mJ、6.7 fs的高能量超短脉冲输出。2、进行了超宽超连续谱产生实验。使用的驱动光源为商用钛宝石激光器（Femtopower Compact Pro CEP）,输出参数为单脉冲能量0.8 mJ、脉宽35 fs、重复频率1kHz、中心波长800 nm。采用了两种产生超宽超连续谱的方案,第一种方案使用内径250μm,长度1 m的充气空芯光纤作为非线性介质,将光谱展宽到400–980 nm,超过一个倍频程。另一种方案使用7片0.1 mm厚的熔融石英片作为非线性介质,将光谱展宽到460–950 nm,同样超过一个倍频程。其中利用充气空芯光纤产生的超宽超连续谱比较平滑,是相干合成实验理想的光源。3、针对载波包络相位（CEP:Carrier-Envelope Phase）对周期量级脉冲的振荡电场结构影响很大,利用f-2f方案将放大脉冲进行了CEP的锁定。锁定结果在光谱仪3 ms积分时间下,CEP抖动均方根小于150 mrad。理论模拟了脉冲之间相对延时对合成脉冲电场形状的影响。并使用两种方案将脉冲之间相对延时进行锁定,第一种为平衡光学互相关（BOC:Balance Optical Cross-correlator）方案,最终相对延时锁定精度小于80 as。另一种是提出的全新方案,利用一套f-2f装置,将得到的光谱干涉图样提取出相对延时与CEP的信息同时进行锁定,相对延时锁定精度小于100 as,CEP锁定精度小于280 mrad,实现了脉冲之间总相位的调控。4、搭建了一套瞬态光栅频率分辨（TG-FROG:Transient-Grating FrequencyResolved Optical Gating）装置来进行脉冲波形的测量,通过此装置可以测量相干合成系统中两束子脉冲之间的延时,测量精度小于0.5 fs,极大的降低了超短脉冲之间相对延时的调节难度。另外测量了相干合成系统子脉冲与合成脉冲的脉宽,得到合成脉冲最优化结果为3.8 fs。5、利用相干合成装置,展开了两束具有不同光谱成分的周期量级脉冲进行高次谐波产生的实验研究。通过调节两束脉冲之间相对延时,与氩气相互作用,最终产生了在高次谐波截止区50-68 eV的连续谱,而单路子脉冲在此区域并没有连续谱产生。使用相干合成系统,调节两束脉冲之间相对延时,得到了不同的高次谐波光谱。
黄杭东[9]（2019）在《高功率超快光纤激光及脉冲测量研究》文中研究指明高功率超短光纤激光是超快激光研究领域的重要内容和前沿课题之一。与常规的连续光纤激光相比,它具有更高的峰值功率,更窄的脉宽输出,以及更宽的光谱范围;与全固态激光相比,它具有更佳的散热性能,更紧凑的封装设计,更低的制造成本,以及更优的光束质量,因此在精密加工、天文光梳、阿秒科学、医疗检测与军事国防等诸多领域中具有广泛应用。本论文主要围绕高功率超短光纤激光系统的搭建与光纤非线性效应的控制展开了一系列研究工作,进一步提升了超快光纤激光的功率输出,减小了脉冲宽度,提高了单脉冲能量。另一方面,进行了超短脉冲测量装置的设计研发,具有波长不敏感优点;同时开展了中红外超宽光谱的产生实验研究,具有载波包络相位被动锁定特点。论文的主要研究内容和创新性成果如下:1、首先从原理上探讨了几种光纤锁模技术的优缺点,随后根据自身需求与实验条件,搭建了一套基于非线性偏振旋转技术的空间型掺镱光纤锁模振荡器。通过调节谐振腔内的衍射光栅间距和角度等重要参数,实现腔内总色散量的控制,同时精细优化腔内各元件参数,包括增益光纤长度,波分复用器带宽等,成功获得了自相似锁模脉冲序列输出,具有自启动锁模功能。脉冲输出平均功率35 mW,重复频率49.5 MHz,中心波长1035 nm,光谱半高宽20 nm,腔外无压缩情况下测得脉冲宽度4 ps。该光纤振荡器可以稳定锁模六个月以上,体现出优良的抗干扰能力,对环境温度、湿度变化等外界影响具有较高的容忍度,非常适合作为高功率掺镱光纤放大器的种子源。同样基于非线性偏振旋转技术,搭建了一套空间型掺铒光纤锁模振荡器。振荡腔内无色散控制元件,锁模脉冲为孤子型,光谱具有明显的Kelly边带结构,重复频率41.8MHz。该振荡器小巧紧凑,具有自启动锁模功能。在260 mW的泵浦功率下,空间输出平均功率15 mW,20%的光纤耦合器输出10 mW,未经腔外压缩,测得的脉冲宽度为305 fs。目前用于进行镱、铒振荡器的被动同步实验,可用于后续的双光梳系统与载波包络相位锁定的中红外差频实验研究。2、为了获得高功率脉冲输出,使用上述自建的掺镱光纤振荡器作为种子源,开展了光纤啁啾脉冲放大CPA研究。首先将空间光耦合入单模光纤,利用一段20 m的保偏无源光纤作为展宽器,将脉冲从4 ps展宽至21 ps,随后使用一级单模光纤预放大与一级双包层光纤放大,将脉冲平均功率放大至6 W,最后使用一对1000线/mm的衍射光栅将脉冲压缩至110 fs,平均功率5 W。进一步追求更短脉冲输出以及更高功率,采用预啁啾管理放大PCMA技术进行后续放大。首先保留主放大前的一对衍射光栅用以调节信号光的色散大小和符号,结合大模场棒状光子晶体光纤,在功率放大的同时展宽脉冲光谱,将功率放大至49 W,随后使用1000线/mm透射光栅对将脉冲压缩至61 fs。为了提高压缩效率与脉冲光束质量,提出将光栅对替换为高色散的啁啾镜方案,最终在6片啁啾镜的作用下,脉冲压缩至55 fs。该研究成果国内首创,并在国际会议上报道。为了进一步提高光纤激光的单脉冲能量,同时避免光纤的自聚焦效应,采用圆偏振放大技术,将光纤中的非线性强度降低到原来的2/3。增加泵浦注入后进一步提升脉冲功率,最终在6片啁啾镜压缩情况下,获得了平均功率85 W、脉冲宽度42 fs的输出结果,对应单脉冲能量超过1.5μJ,脉冲压缩效率大于99%。3、首先原理上阐述了单次自相关的测量原理,随后自主设计研制了一套单次自相关测量装置,并利用该装置对重复频率1 kHz,脉冲宽度30 fs的钛宝石激光放大系统进行了脉冲宽度测量实验。目前已经得到初步测试结果,商品化样机的搭建与完善还在进一步研究中。另一方面,搭建了一套基于瞬态光栅的频率分辨光开关测量装置。该测量装置对传统光路进行了简化升级,可用于10 fs以下不同波段、超宽谱脉冲的超短激光脉冲测量,可同时得到脉冲的时域脉宽与频域相位信息。为验证其实用性,利用该装置进行了钛宝石激光放大器,二倍频,以及周期量级超连续光谱的脉冲宽度测量,并与商用脉冲诊断仪器SPIDER和干涉自相关仪进行了实验对比,测量结果接近。4、基于固体薄片产生超连续实验,国际上首次开展了自差频产生中红外宽光谱脉冲输出的研究,成功得到了光谱范围覆盖13002500 nm的近倍频程中红外光谱。该激光脉冲可用作光学参量啁啾脉冲放大的种子源,乃至后续高能量单阿秒的前沿探索。同时还数值计算了频率变换过程的光谱演化与效率变化结果,可用于指导实验。
郑水钦[10]（2019）在《应用于奇点光学的光场操控技术研究》文中研究说明奇点光学被认为是现代光学的一个新分支,研究的对象是具有奇异性的光场。该类光场在传输过程能维持光学奇点的存在,而光学奇点的存在会导致奇点零光强。光学奇点是指光场中物理参数无法被定义的点,因此该点的光强或者振幅必须要等于零,才能使其具有物理存在性。相位奇点是奇点光学中最初研究也是最广泛研究的对象,携带相位奇点的光场一般被称为涡旋光。与沿直线传播的光束不同,涡旋光是指在传播方向上螺旋前进的光,其相位呈现一个螺旋线分布。从光的波动性来看,涡旋光是螺旋前进的,那么中心点处于相位连续变化的位置使得该点的相位具有不确定性,从而导致场振幅必须要消失,导致在光场的中心形成暗场,即零光强。偏振奇点则是与相位奇点相对应的另一种光场奇异性。相位的连续变化导致相位具有不确定性的点称为相位奇点,而因偏振连续变化从而具有偏振不确定性的点则被称为偏振奇点。我们所说的偏振变化,一般指线偏振的连续变化。具有偏振奇点的光束称之为矢量光束。奇点光束由于其独特的光学特性,其重要性不言而喻,在许多领域都具有重要的应用价值。例如,粒子捕获、量子操控、材料加工等,特别是光通讯领域。不同阶的同一类奇点光束之间满足正交性。例如,不同拓扑荷的涡旋光之间、不同偏振拓扑荷的矢量光束之间、不同拓扑荷或不同径向系数的拉盖尔高斯模式之间、不同的阶数的厄米高斯模式之间都是相互正交的。因此,它们都可以作为光通讯中模分复用的载体,是实现下一代高容量光通信系统的重要候选技术。模分复用,顾名思义,是在同一物理信道上以每个光场模式作为一个通道的通信方式。而模分复用中必然少不了:对平面光或者基模激光进行调控,将其变换为相应阶数的奇点光束;对多束相互正交的奇点光束进行调控实现合束,使这些奇点光束能在同一物理信道上传输,即模式复用器;最后,还需要将混合的奇点光束进行调控,使得混合的奇点光束分离为各个单独的光束,方便对各个通道的光场进行下一步操作,即模式解复用。与此同时,超快超强的奇点光束也是研究强场物理过程的重要物理工具。然而,由于超快激光包含丰富的光谱,因此超快超强的奇点光束的产生必须进行精确色散控制。因此针对上述问题,本博士学位论文致力研究应用于奇点光学的光场调控技术,主要做了以下几个方面的研究:1.聚焦于涡旋光束拓扑荷调控,首次提出了基于液晶的阶数可调的涡旋波片系统。这种新颖的涡旋波片系统没有任何机械部件,是一种纯固态的电控系统。通过控制系统的电压配置可实现大范围的阶数调控。在此,我们设计一套具有4个位单元的涡旋波片系统,其阶数可调范围为-1515,可用于产生阶数可调的涡旋光以及矢量光束,并在实验上成功验证了其可行性。2.致力于超快飞秒涡旋脉冲产生放大技术研究。1)研究基于涡旋波片的涡旋超短脉冲产生系统的色散影响。通过建立琼斯矩阵进行理论分析,提出了一种改进超快涡旋光对比度的技术。2)提出了一种新型的超快涡旋光再生放大系统,实验上获得了35 GW脉冲功率的飞秒涡旋光输出。系统通过引入半径可调的圆环泵浦,有效抑制了再生放大腔的基模高斯振荡,并有效地激发低阶拉盖尔高斯模式竞争能力。同时注入与低阶拉盖尔高斯模式相近的光场,通过模式牵引效应实现高功率涡旋脉冲输出。实验上,输出的50.86 fs的超快涡旋脉冲能量达到1.8 m J。3)为产生焦耳量级飞秒涡旋光,我们采用损耗阈值高的石英涡旋波片系统对超强飞秒光系统进行改造,实验上成功获得了2.84J、20fs的飞秒涡旋光脉冲。3.针对涡旋光波前无法通过传统衍射成像技术实现波前恢复的问题,提出了用于恢复涡旋光波前的旋转像散衍射成像技术。该技术采用可旋转的柱透镜进行旋转像散调制,利用相机采集不同像散角度畸变的衍射图样。将这些衍射图案作为约束条件,可实现电场的振幅分布以及相位分布重建。实验上重建分辨率达到14.25 lp/mm,相当于达到了0.6倍的衍射极限。在空间频率<4 mm-1时,相位重建误差为138 mrad,大约λ/45。4.针对矢量光的高效解复用问题,1)首次理论上提出了基于偏振共轭器件的偏振拓扑荷分拣技术。该技术通过采用偏振共轭器件将不同偏振拓扑荷的矢量光束聚焦到不同位置上的方式,实现了偏振拓扑荷分解的功能,分拣效率可以达到78%。2)首次提出一种基于几何相位器件的偏振拓扑荷分拣系统。设计加工了基于光取向技术的几何相位器件,并通过实验验证了系统的可行性,证明了该系统可以将不同偏振拓扑荷的矢量光束聚焦到不同位置上,从而实现偏振拓扑荷分解的功能,实验分拣效率达60%。3)首次提出一种高分离效率的偏振拓扑荷分拣系统,可以将衍射分束引入到基于几何相位器件的偏振拓扑荷分拣系统。我们的实验证明,与没有衍射分束的情况相比,衍射分束方法的应用使得偏振拓扑荷解复用系统的分离效率从58%提高至78%。5.针对利用多衍射相位板进行光场调控问题,对光学衍射神经网络进行了理论研究,从而揭示了三条光学衍射神经网络系统中无法规避的定理。发现如果输出光强在空间上完全分离,则输入光场必定彼此正交。可见,光学衍射网络适合作为两组正交模式之间的模式转换器。对于这种情况,模式之间应该是一对一的连接。在此,我们首次提出采用光学神经网络对正交模式（如涡旋光）进行模式操控,并且给出了针对该类的光学衍射神经网络系统优化设计和算法。在此设计了厄米高斯-拉盖尔高斯模式转换器、拉盖尔高斯-高斯解复用器、以及拉盖尔高斯模式识别器。仿真结果表明,光学衍射神经网络系统在模式转换、模式复用器/分拣器和光模式识别等面向光学正交模态的应用中表现优异,可作为一种自由度极高的光场操控手段。
二、超短脉冲激光测量的标定方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超短脉冲激光测量的标定方法（论文提纲范文）
（1）基于LabVIEW的超短脉冲脉宽测量系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.1.1 超短脉冲的研究进展 |
| 1.1.2 超短脉冲的应用 |
| 1.2 超短脉冲脉宽测量技术研究现状 |
| 1.2.1 测量技术 |
| 1.2.2 国内外现状 |
| 1.3 论文主要的研究内容 |
| 第2章 系统原理及分析 |
| 2.1 测量原理 |
| 2.2 非共线倍频理论 |
| 2.2.1 瞬态非线性耦合波方程组 |
| 2.2.2 瞬态非线性耦合波方程组的解 |
| 2.3 自相关信号产生 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统设计 |
| 3.1 总体结构设计 |
| 3.2 光路设计 |
| 3.2.1 光学元件 |
| 3.2.2 BBO晶体的参数设计 |
| 3.3 软件设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 实验测试与分析 |
| 4.1 装置搭建 |
| 4.2 在线自标定 |
| 4.2.1 自标定原理 |
| 4.2.2 自标定结果 |
| 4.3 样品测试 |
| 4.3.1 测试原理 |
| 4.3.2 测试结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）准直O2和N2分子高次谐波光谱极小值实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超短脉冲激光与原子分子相互作用 |
| 1.1.1 激光技术的发展史 |
| 1.1.2 激光与原子分子相互作用 |
| 1.2 高次谐波的研究现状及其应用 |
| 1.2.1 高次谐波的研究现状 |
| 1.2.2 高次谐波的应用 |
| 1.3 高次谐波光谱极小值 |
| 1.3.1 双中心干涉极小值 |
| 1.3.2 多轨道动态干涉极小值 |
| 1.3.3 类库珀极小值 |
| 1.4 本文的安排 |
| 第二章 实验系统 |
| 2.1 极紫外光谱仪 |
| 2.2 高次谐波光谱的标定 |
| 第三章 准直O_2和N_2分子的高次谐波 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分子的准直 |
| 3.3 线性分子准直的理论模型 |
| 3.4 分子的准直优化 |
| 3.5 实验测量的准直O_2和N_2分子 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 O_2和N_2分子高次谐波光谱极小值 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 O_2分子的多轨道干涉极小值 |
| 4.3 N_2分子的类库珀极小值 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（3）基于平面平晶的单次自相关仪标定技术研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 基本原理 |
| 3 误差分析 |
| 3.1 平面平晶放置角度α的偏差分析 |
| 3.2 平面平晶厚度h和折射率n的偏差分析 |
| 4 实验及分析 |
| 5 结 论 |
（4）深紫外飞秒激光脉宽测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.1.1 超短脉冲发展历程 |
| 1.1.2 紫外飞秒激光的应用优势 |
| 1.2 紫外超短脉冲发展现状 |
| 1.3 紫外超短脉冲测量技术的发展 |
| 1.4 本论文的研究内容和创新点 |
| 第2章 超短脉冲自相关法的测量原理 |
| 2.1 超短脉冲自相关测量法 |
| 2.1.1 强度自相关法 |
| 2.1.2 干涉自相关法 |
| 2.1.3 SSA单次自相关仪 |
| 2.1.4 自相关法的优缺点 |
| 2.2 双光子荧光法的基本原理 |
| 2.3 高阶自相关器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双光子荧光飞秒脉宽测量系统设计 |
| 3.1 典型双光子荧光法的测量装置 |
| 3.2 深紫外飞秒光源输出特性 |
| 3.2.1 固体CPA放大系统的脉宽测量 |
| 3.2.2 193nm深紫外飞秒脉冲传输特性 |
| 3.3 非线性介质的选取 |
| 3.4 双光子荧光脉宽测量系统 |
| 3.4.1 双光子荧光脉宽测量装置的搭建 |
| 3.4.2 双光子荧光信号的获取 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 深紫外飞秒激光脉宽测量及结果分析 |
| 4.1 非线性介质的吸收特性 |
| 4.2 CCD探测系统的数值标定 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 单脉冲测量下的脉宽结果 |
| 4.3.2 测量结果可靠性的分析 |
| 4.3.3 曝光时间对脉宽测量的影响 |
| 4.3.4 非线性介质的色散展宽 |
| 4.4 双光子荧光脉宽测量系统的性能参数分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）基于硫化镉纳米线的非线性微纳光子器件（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题目的与意义 |
| 1.2 半导体纳米线的研究背景 |
| 1.2.1 半导体纳米线的生长技术 |
| 1.2.2 半导体纳米线的光学近场耦合 |
| 1.2.3 半导体纳米线微纳光子器件简介 |
| 1.3 半导体纳米线的非线性特性研究进展 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 2 CdS纳米线的制备表征与光学导波特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CdS纳米线的制备与表征 |
| 2.3 CdS纳米线的光学导波特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于单纳米线Sagnac环的微型光学自相关器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Sagnac环光学自相关的测量原理 |
| 3.2.1 非线性光学波导中横向二倍频的产生与自相关测量 |
| 3.2.2 Sagnac环光学自相关器的测量原理 |
| 3.3 单根CdS纳米线Sagnac环光学自相关器的构建与表征 |
| 3.3.1 Sagnac环光学自相关器的构建 |
| 3.3.2 Sagnac环光学自相关器的表征 |
| 3.4 单根CdS纳米线Sagnac环光学自相关器的超短脉冲测量 |
| 3.4.1 Sagnac环光学自相关器的实验系统 |
| 3.4.2 Sagnac环光学自相关器的测量结果与分析 |
| 3.4.3 Sagnac环光学自相关器的脉宽测量范围与波段拓展 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于Varshni频移的单纳米线光致热光调制器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CdS纳米线中的光致Varshni频移 |
| 4.3 基于Varshni频移的单根CdS纳米线光致热光调制器 |
| 4.3.1 光致热光调制的实现 |
| 4.3.2 调制深度影响因素的测量与分析 |
| 4.3.3 响应时间的测量与分析 |
| 4.3.4 纳米线外的热场分布分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
（6）新型Nd:SrLaAlO4晶体的激光特性测量及在甲烷检测中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 锁模技术 |
| 1.2 锁模激光的发展 |
| 1.3 宽带增益介质 |
| 1.4 论文中相关的饱和吸收体 |
| 1.5 CH_4气体浓度检测技术 |
| 1.6 本论文主要研究内容 |
| 2 Nd:SrLaAlO_4晶体的生长方法及热学、光谱特性测量 |
| 2.1 晶体的生长方法 |
| 2.2 热学性质测量与表征 |
| 2.3 光谱性质测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 连续波及调Q激光特性测量 |
| 3.1 被动调Q激光理论 |
| 3.2 Nd:SrLaAlO_4/Cr~(4+):YAG 1.07 μm调Q激光特性测量 |
| 3.3 Nd:SrLaAlO_4/ReSe_2调Q激光特性测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 可调谐激光器件设计及调谐特性测量 |
| 4.1 可调谐激光器的实现方法及发展 |
| 4.2 宽带激光输出特性测量 |
| 4.3 Yb,Nd:ScSiO_5晶体可调谐激光器性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超短脉冲的产生及测量 |
| 5.1 克尔效应 |
| 5.2 色散及补偿技术 |
| 5.3 超快激光稳腔设计 |
| 5.4 超快激光器输出特性测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 CH_4气体检测应用 |
| 6.1 气体检测方法 |
| 6.2 中红外检测光源的设计与实现 |
| 6.3 甲烷气体远程遥测系统研究 |
| 6.4 甲烷气体遥测实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究内容和主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（7）CS2的非线性光限幅及相关超快动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非线性光限幅相关背景介绍 |
| 1.2 光限幅研究的形势 |
| 1.2.1 理论背景 |
| 1.2.2 实验背景 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第二章 相关实验系统的搭建与介绍 |
| 2.1 飞秒激光器 |
| 2.2 连续谱白光Z-scan系统 |
| 2.2.1 实验装置简介 |
| 2.2.2 数据采集 |
| 2.3 光谱分辨Z-scan及光斑摄影系统 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 光斑照片预处理 |
| 2.4 瞬态吸收系统 |
| 2.4.1 实验设置 |
| 2.4.2 瞬态吸收理论 |
| 2.4.3 关于非线性拟合方法的一点讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 相关理论工作 |
| 3.1 重新梳理Z-scan理论 |
| 3.2 超短脉冲下ESA模型的相关推论 |
| 3.2.1 短脉冲下的瞬态相干效应 |
| 3.2.2 基于速率方程和传播方程的相关推论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 白光连续谱Z-scan研究非简并吸收的影响 |
| 4.1 影响多光子吸收系数的因素 |
| 4.1.1 入射脉冲带宽的影响 |
| 4.1.2 啁啾与时间展宽的影响 |
| 4.2 本章小结 |
| 第五章 CS_2成丝对三光子吸收效果的影响 |
| 5.1 数据处理过程 |
| 5.1.1 Z-scan数据处理 |
| 5.1.2 光斑照片处理 |
| 5.2 讨论与分析 |
| 5.2.1 样品光程对成丝的影响 |
| 5.2.2 成丝对非线性吸收及折射的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 CS_2在 800 nm基于三光子吸收的准束缚态振动诱导解离电离模型 |
| 6.1 时域分析结果与讨论 |
| 6.1.1 全局拟合 |
| 6.2 频域分析结果与讨论 |
| 6.2.1 傅里叶变换 |
| 6.2.2 连续小波变换 |
| 6.2.3 主成分分析 |
| 6.3 CS_2相关过程的超快动力学 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 附录 |
| 附录A. 峰值功率谱密度标定方法 |
| 参考文献 |
| 博士期间论文成果 |
| 软件着作权 |
| 致谢 |
（8）周期量级光脉冲的相干控制与合成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 周期量级脉冲相干合成概述 |
| 1.3 周期量级脉冲相干合成中超连续谱光源 |
| 1.4 周期量级脉冲的调控与合成 |
| 1.5 超短脉冲的波形测量 |
| 1.5.1 自相关法 |
| 1.5.2 频率分辨光学开关法 |
| 1.5.3 自参考光谱相位相干电场重建法 |
| 1.5.4 阿秒条纹相机 |
| 1.6 高次谐波的产生 |
| 1.7 本论文的主要研究工作 |
| 第2章 超连续谱光源 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自相位调制效应 |
| 2.3 前级光源简介 |
| 2.4 固体薄片组产生超连续光谱实验 |
| 2.5 空芯光纤系统产生超连续光谱实验 |
| 2.5.1 空芯光纤光谱展宽机制 |
| 2.5.2 空芯光纤光谱展宽实验 |
| 2.5.3 高能量空芯光纤光谱展宽实验 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 周期量级脉冲相干合成相位锁定技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相干合成系统光路 |
| 3.3 载波包络相位的控制 |
| 3.3.1 振荡器CEP快环锁定 |
| 3.3.2 放大脉冲CEP慢环锁定 |
| 3.4 相对延时的控制 |
| 3.4.1 平衡光学互相关法锁定相对延时 |
| 3.4.2 f-2f装置锁定相对延时 |
| 3.5 反馈控制的软件实现 |
| 3.5.1 BOC方案软件实现 |
| 3.5.2 f-2f方案软件实现 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 脉宽压缩以及测量技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超短脉冲色散补偿 |
| 4.3 瞬态光栅频率分辨法 |
| 4.4 脉冲间距以及脉冲宽度的测量 |
| 4.4.1 脉冲间距的测量 |
| 4.4.2 脉冲宽度的测量 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 相干合成系统产生高次谐波实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高次谐波产生原理 |
| 5.3 相干合成系统产生高次谐波理论模拟 |
| 5.3.1 强场近似下高次谐波产生的单原子效应 |
| 5.3.2 高次谐波产生的宏观效应 |
| 5.3.3 高次谐波模拟结果 |
| 5.4 相干合成系统产生高次谐波实验结果 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）高功率超快光纤激光及脉冲测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率超快光纤激光的研究进展 |
| 1.2 高功率超快光纤激光的应用 |
| 1.2.1 太赫兹产生 |
| 1.2.2 脆性材料加工 |
| 1.2.3 高功率超快光纤激光器发展趋势 |
| 1.3 飞秒激光脉冲测量的研究进展 |
| 1.3.1 直接测量法 |
| 1.3.2 自相关法 |
| 1.3.3 频率分辨光开关法 |
| 1.3.4 自参考光谱相干电场重建方法 |
| 1.4 本论文的研究内容与结构安排 |
| 第二章 超快光纤振荡器的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超短脉冲在光纤中传输的基本特性 |
| 2.2.1 脉冲的传输特性 |
| 2.2.2 自相位调制 |
| 2.2.3 光纤中的色散 |
| 2.3 光纤激光器的锁模原理 |
| 2.3.1 锁模 |
| 2.3.2 可饱和吸收体锁模的基本原理 |
| 2.3.3 非线性光纤环形镜锁模的基本原理 |
| 2.3.4 非线性偏振旋转锁模的基本原理 |
| 2.4 基于非线性偏振旋转锁模的光纤振荡器研究 |
| 2.4.1 掺Yb光纤振荡器的实验研究 |
| 2.4.2 掺Er光纤振荡器的实验研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高功率超快光纤放大器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 增益光纤 |
| 3.2.1 单模光纤 |
| 3.2.2 双包层光纤 |
| 3.2.3 光子晶体光纤 |
| 3.3 掺Yb光纤激光放大的研究 |
| 3.3.1 光纤啁啾放大的基本原理 |
| 3.3.2 高重复频率光纤放大器的实验研究 |
| 3.4 基于预啁啾管理的光纤放大研究 |
| 3.4.1 预啁啾管理放大的基本原理 |
| 3.4.2 高功率超快光纤放大器的实验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 圆偏振在光纤放大中的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自聚焦现象 |
| 4.3 激光中的圆偏振研究 |
| 4.3.1 光的偏振 |
| 4.3.2 圆偏振基本原理 |
| 4.3.3 圆偏振的应用 |
| 4.4 圆偏振在预啁啾管理放大中的使用 |
| 4.4.1 实验的方案设计与搭建 |
| 4.4.2 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超短激光脉冲的测量研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单次自相关测量装置的研究 |
| 5.2.1 单次自相关测量装置的原理与设计方案 |
| 5.2.2 单次自相关测量装置的搭建与实验结果 |
| 5.3 频率分辨光开关法的研究 |
| 5.3.1 瞬态光栅频率分辨光开关法的基本原理 |
| 5.3.2 基于瞬态光栅的频率分辨光开关法的搭建与测量步骤 |
| 5.3.3 基于瞬态光栅的频率分辨光开关法的实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 中红外激光的产生研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 固体薄片进行超连续光谱产生的实验研究 |
| 6.3 自差频的理论计算 |
| 6.4 利用自差频产生超宽谱中红外的实验研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文内容总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）应用于奇点光学的光场操控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 奇点光学 |
| 1.1.1 相位奇点 |
| 1.1.2 偏振奇点 |
| 1.1.3 矢量光和涡旋光的关系 |
| 1.2 应用于奇点光学的光场操控 |
| 1.2.1 涡旋光的产生技术 |
| 1.2.2 矢量光的产生技术 |
| 1.2.3 涡旋光的检测技术 |
| 1.2.4 矢量光的检测技术 |
| 1.3 论文的研究内容、安排及创新点 |
| 1.3.1 论文的研究内容、安排 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第2章 电控阶数可调的涡旋波片 |
| 2.1 涡旋波片 |
| 2.2 电控阶数可调的涡旋波片的原理 |
| 2.3 实验验证 |
| 2.3.1 产生偏振拓扑荷可调的矢量光束 |
| 2.3.2 产生拓扑荷可调的涡旋光束 |
| 2.4 系统应用展望 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 超快涡旋光的产生及放大 |
| 3.1 超快涡旋光 |
| 3.2 连续相移SPIDER |
| 3.2.1 光谱相位干涉电场直接重建 |
| 3.2.2 连续相移SPIDER原理 |
| 3.2.3 连续相移SPIDER实验验证 |
| 3.3 纳焦量级的高对比度超快涡旋光产生 |
| 3.4 毫焦量级的超快涡旋光再生放大技术 |
| 3.4.1 啁啾脉冲放大与再生放大器 |
| 3.4.2 再生腔中的模式牵引 |
| 3.4.3 实验验证 |
| 3.5 焦耳量级的超快涡旋光的多通放大 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 基于旋转像散衍射的波前恢复技术 |
| 4.1 相干衍射成像与像散衍射方法 |
| 4.2 系统原理 |
| 4.3 实验验证 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 矢量光的偏振拓扑荷分拣系统 |
| 5.1 矢量光及偏振拓扑荷 |
| 5.2 拓扑荷分拣与偏振拓扑荷分拣 |
| 5.3 基于偏振共轭相位器件的偏振拓扑荷分拣 |
| 5.3.1 偏振共轭相位器件与系统 |
| 5.3.2 仿真验证 |
| 5.4 基于几何相位元件的偏振拓扑荷分拣系统 |
| 5.4.1 几何相位器件及系统 |
| 5.4.2 实验验证 |
| 5.5 高分离效率的偏振拓扑荷解复用系统 |
| 5.5.1 系统原理 |
| 5.5.2 实验验证 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 用于光场操控的光学衍射神经网络 |
| 6.1 光学衍射神经网络和相位衍射板 |
| 6.2 内在约束及优化 |
| 6.3 光场操控应用仿真 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
四、超短脉冲激光测量的标定方法（论文参考文献）
- [1]基于LabVIEW的超短脉冲脉宽测量系统研制[D]. 孙肖亭. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]准直O2和N2分子高次谐波光谱极小值实验研究[D]. 闫博. 吉林大学, 2021(01)
- [3]基于平面平晶的单次自相关仪标定技术研究[J]. 李徐桐,欧阳小平,张雪洁,李展,潘良泽,徐英明,杨琳,朱宝强,朱俭,朱健强. 中国激光, 2021(07)
- [4]深紫外飞秒激光脉宽测量研究[D]. 张艳琳. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [5]基于硫化镉纳米线的非线性微纳光子器件[D]. 石章兴. 浙江大学, 2021(01)
- [6]新型Nd:SrLaAlO4晶体的激光特性测量及在甲烷检测中的应用研究[D]. 董璐璐. 山东科技大学, 2020
- [7]CS2的非线性光限幅及相关超快动力学研究[D]. 张云峰. 吉林大学, 2020(08)
- [8]周期量级光脉冲的相干控制与合成研究[D]. 黄沛. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [9]高功率超快光纤激光及脉冲测量研究[D]. 黄杭东. 西安电子科技大学, 2019(07)
- [10]应用于奇点光学的光场操控技术研究[D]. 郑水钦. 深圳大学, 2019(09)