Pulses from a mid-infrared quantum cascade laser frequency comb using an external compressor
利用Martinez型展宽压缩器对8.2 μm波长、带宽大于100 cm-1的高功率(~1 W)QCL梳状光进行了相位修正。使用该方案,我们演示了压缩的QCL输出从134 ps的连续波波形,到一个训练的脉冲宽度为12 ps,和功率与峰均比为40.7。对自激器件相位噪声的评估得出,在20 kHz - 100 MHz频率范围内,积分定时抖动为335 fs,脉冲间抖动为2.0 fs。
2019-05-14 physics.optics
Universal route to optimal few- to single-cycle pulse generation in hollow-core fiber compressors
充气空芯光纤(HCF)脉冲后压缩器产生几个到单周期的脉冲是阿秒科学和超快光谱学的关键使能工具。由于脉冲的超宽带宽和需要足够的时间诊断,在这种情况下实现最佳性能可能极具挑战性。这些困难阻碍了HCF后压缩器的充分利用,即产生稳定和高质量的近傅立叶变换限制脉冲。在这里,我们表明,独立的条件,如气体的类型或使用的激光系统,有一个通用的路线,以获得最短的稳定输出脉冲下降到单周期制度。用色散扫描技术进行的数值模拟和实验测量表明,在相当一般的条件下,压缩后的脉冲表现出残留的三阶色散固有的最佳非线性光纤内的传播,在世界各地的几个实验室独立进行的测量一致。对这种效应的理解及其适当的校正,例如使用简单的透明光学介质,使得能够在现有设置中仅进行微小改变的情况下实现高质量的后压缩脉冲。这些优化的源在许多科学和技术领域都有影响,应该能够在几个到单周期的脉冲制度中实现新的和令人兴奋的应用。
2017-09-13 physics.optics
Hybrid air-bulk multi-pass cell compressor for high pulse energies with full spatio-temporal characterization
本文提出一种混合空气-体块多通池压缩器,在高脉冲能量下实现220飞秒至27飞秒的脉冲压缩,峰值功率提升至10.2吉瓦,并利用INSIGHT技术验证了优异的时空均匀性。
2024-02-09 physics.optics
A high throughput (>90%), large compensation range, single-prism femtosecond pulse compressor
我们利用单棱镜和两个屋脊镜实现了一个高通量、大补偿范围的单棱镜飞秒脉冲压缩器。压缩器具有零角色散、零空间色散、零脉冲前沿倾斜和单位放大率。采用两个屋顶反射镜作为后向反射器,实现了高效率。实验上,在棱镜尖-棱镜顶镜间距为30 cm时,系统的群延迟色散(GDD)为-14500 fs ~ 2,系统吞吐量为90.7%。使用更好的组件,吞吐量甚至可以更高。
2013-06-20 physics.ins-det physics.optics
Reducing laser beam fluence and intensity fluctuations in symmetric and asymmetric compressors
本文解析研究了非对称双光栅对压缩器中的时空耦合效应,发现其不改变远场通量,但通过空间噪声滞后或超前降低通量波动,并给出了仅依赖一个参数的波动谱与均方根表达式及自聚焦抑制效率。
2023-09-03 physics.optics
Self-calibrating d-scan: measuring ultrashort laser pulses on-target using an arbitrary pulse compressor
在超短脉冲激光器的大多数应用中,时间压缩器用于在目标或样品中实现期望的脉冲持续时间,并且精确的时间表征是重要的。色散扫描(d-扫描)脉冲表征技术通常涉及使用玻璃光楔赋予脉冲可变的、明确定义的色散量,同时测量由这些脉冲产生的非线性信号的频谱。这对于宽带少周期脉冲非常有效,但是更长、更窄带宽的脉冲更难以以这种方式测量。在这里,我们展示了自校准d-扫描的概念,它扩展了d-扫描技术的适用性,任意持续时间的脉冲,使其完整的测量,而无需事先了解所引入的分散。特别是,我们表明,脉冲压缩器已经在啁啾脉冲放大(CPA)系统中使用,可以用来同时压缩和测量的时间分布的输出脉冲在目标上以一种简单的方式,而不需要额外的诊断或校准,而在同一时间校准的压缩机本身往往是未知的差分色散。我们证明了该技术通过模拟和实验在已知条件下。最后,我们将其应用于CPA激光器的27.5 fs脉冲的测量和压缩。
2018-02-07 physics.ins-det physics.optics
New grating compressor designs for XCELS and SEL-100 PW projects
解析求解了四光栅激光脉冲压缩器的参数优化问题,证明入射角等于Littrow角的压缩器(LC)优于标准Treacy压缩器(TC),为XCELS和SEL-100 PW项目实现了更高的脉冲功率。
2023-11-14 physics.optics
Asymmetric four-grating compressor for ultrafast high power lasers
由于光学元件的尺寸和损伤阈值受到限制,激光对光学元件的损伤限制了拍瓦(PW)激光器峰值功率的提高和运行安全。脉冲压缩器中的衍射光栅一直是脉宽激光器中最短的板条,因此制作高质量的米级光栅仍然是一个挑战。本文提出了一种用于PW激光器的非对称四光栅压缩器(AFGC),与传统的对称结构Treacy四光栅压缩器(TFGC)相比,在不增加光学元件和不增加额外控制的情况下,提高了PW激光器的最大输出脉冲能量和运行安全性。在AFGC中,可以在输出激光束中引入适当的空间色散,这能够减小输出光束在最终光栅上的激光空间强度调制(LSIM)。引入的空间色散可以通过使用时空聚焦技术在焦平面处自动补偿。基于这种简单的AFGC设计,不仅可以降低最终光栅的损坏风险,而且理论上最大输出脉冲能量可以提高约1.8倍。作为一个例子,100 PW的输出功率理论上可以通过使用AFGC与输入光束尺寸为550*700 mm 2。
2021-05-11 physics.optics
Tunable Graphene-based Pulse Compressor for Terahertz Application
脉冲整形对于通信、光谱学和其他需要高峰值功率和脉冲操作的应用(例如雷达系统)是重要的。不幸的是,太赫兹(THz)频率的脉冲整形在很大程度上仍然难以捉摸。为了解决这一问题,本文对太赫兹啁啾脉冲在填充有石墨烯螺旋带的介质内衬空芯波导中的色散可调谐特性进行了研究。
2021-06-22 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Loss free shaping of few-cycle terawatt laser pulses
本研究展示了利用充氦空心光纤和啁啾镜压缩器,通过模拟优化种子脉冲相位与幅度,实现无损耗产生间隔可调的少周期太瓦级双脉冲。核心贡献在于消除非线性效应并实现最短脉冲间隔。该方法为超快激光脉冲整形提供了新途径。
2023-12-21 physics.optics
Broadband THz spectroscopy system beyond 25 THz using BNA crystals and a tunable single-ring-fiber compressor
University of Ottawa(渥太华大学);Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所);University of Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);National Research Council Canada(加拿大国家研究委员会)
本文提出一种宽带THz光谱系统,通过BNA晶体非线性相互作用,利用近红外脉冲在5-15 THz范围内高效覆盖'新THz空隙'并延伸至25 THz以上,采用气体填充单环空芯光子晶体光纤实现宽带THz光谱监测。
2026-10-09 physics.optics
Compact optical grating compressor
提出了一种基于光栅的光脉冲压缩器的设计方案。所提出的压缩器提供了一个大的群延迟色散,同时保持压缩器的线性尺寸小。所提出的压缩器的设计是基于传统的Treacy压缩器与压缩器的光栅之间插入两个透镜的直接修改。这种简单的交替旨在实质上增加压缩器的群延迟色散,或者备选地减小压缩器尺寸,同时保持其群延迟色散。在近轴近似下,对增强型压气机进行了理论描述。为了更准确地计算压气机参数,建立了详细的数值模型。这些理论研究表明,增强的光压缩器提供了一个显着增加的群延迟色散相比,标准的Treacy压缩器。
2022-11-28 physics.atom-ph physics.optics
Simultaneous compression and characterization of ultrashort laser pulses using chirped mirrors and glass wedges
提出了一种基于啁啾镜和玻璃光楔压缩器的超短激光脉冲相位反演方法。它使用压缩系统本身作为诊断工具,从而无需使用补充诊断工具。我们使用这种技术来压缩和表征7.1 fs的激光脉冲从超快激光振荡器。
2011-10-13 physics.optics
1 kW, 10 mJ, 120 fs coherently combined fiber CPA laser system
提出了一种基于16个掺镱棒型放大器相干合成的超快光纤啁啾脉冲放大激光系统。它在1 kW平均功率和120 fs脉冲持续时间下产生10 mJ的脉冲能量。部分氦气保护,两级啁啾脉冲放大光栅压缩器的实施,以保持接近衍射极限的光束质量,通过避免在空气中的非线性吸收。
2021-03-09 physics.optics
Carrier-envelope-phase stable, high-contrast, double chirped-pulse-amplification laser system
报道了第一个载波包络相位稳定啁啾脉冲放大器(CPA),该放大器在相对论强度激光与等离子体相互作用中具有高时间对比度,重复频率为1 kHz。该激光器基于双CPA架构,包括XPW滤波技术和基于高能GRISM的压缩器。产生了8 mJ、22 fs的脉冲,在-20ps处具有10-11的时间对比度和240 mrad RMS的CEP漂移。
2018-02-05 physics.optics
Limits to compression with cascaded quadratic soliton compressors
我们研究级联二次孤子压缩器,并解决限制压缩的物理机制。一个非局部模型推导出,和非局部响应示出有一个额外的振荡分量时,群速度失配(GVM)是强的非平稳制度。这抑制了有效的压缩。来自级联非线性、竞争立方非线性、高阶色散和孤立子能量的类拉曼扰动也可能限制压缩,并且通过现实的数值模拟,我们指出了每个因素何时变得重要。我们发现,这是理论上可能的,以达到单周期制度通过压缩的高能量fs脉冲的波长$λ=1.0-1.3 μ{\rm m}$在$β$ -钡硼酸盐晶体,它需要系统是在稳定的制度,其中的相位失配是足够大的,以克服有害的GVM效应。然而,模拟结果表明,达到单周期持续时间最终被竞争的立方非线性以及色散波抑制,只有在考虑高阶色散时才会出现。
2008-01-04 physics.optics
High-Efficiency Plasma-Based Compressor for Ultrafast Soft X-ray Free-Electron Lasers
针对软X射线自由电子激光中传统光学压缩器的效率限制,提出利用高度电离惰性气体等离子体的高效压缩器,在5.2 nm处透射率超70%,可将25 fs脉冲压缩至1.4 fs,峰值功率超100 GW,克服了软X射线CPA效率瓶颈。
2025-05-30 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Spatial and temporal study of the post-compressed high-power laser pulses for coherent extreme ultraviolet source development
本文通过比较HCF和MPC两种后压缩技术,发现MPC在效率上更优,且HCF能提高束质量,为高功率极紫外光源开发提供了新途径。
2025-12-10 physics.optics
Frequency-domain "single-shot" (FDSS) transient absorption spectroscopy using a variable-length grating pair compressor
基于瞬态吸收动力学(FDSS)的频率编码的单次激发超快光谱被证明。这些动力学采样光谱使用线性啁啾脉冲来自钛:蓝宝石激光器。使用可变长度光栅对压缩器来提供高达-1.6 ps^2的群速度色散,并实现每2至160 ps窗口512个通道的采样,灵敏度> 5e-4。通过对液态水的三光子电离和薄膜的单光子激发的研究,说明了FDSS的可能性
2004-07-02 physics.class-ph physics.optics
Few-cycle fiber pulse compression and evolution of negative resonant radiation
本文对飞秒脉冲在光纤中压缩的光谱扩展进行了数值模拟和实验观察。使用输入脉冲频率啁啾,我们能够扫描脉冲压缩谱,并详细观察负频率共振辐射(NRR)的出现,这是最近发现的与负频率耦合的脉冲不稳定性[Rubino等人,PRL 108,253901(2012)]。我们观察到压缩脉冲是如何激发NRR的,只要它与共振频率在光谱上重叠。此外,我们观察到,最佳的脉冲压缩可以实现在一个最佳的输入啁啾和最佳的光纤长度。这些结果对于克尔效应脉冲压缩器、产生新光源以及量子真空辐射的观测都具有重要意义。
2013-12-17 physics.optics
Low-dispersion low-loss dielectric gratings for efficient ultrafast laser pulse compression at high average powers
我们已经开发出低色散(1480 l/mm),无共振,衍射光栅的介电材料耐飞秒激光损伤$(SiO_{2}/HfO_{2})$。用能制作对角线达1 m的光栅的设备制作了直径为14 cm的样品,在λ = 810 nm处的平均衍射效率为99.1%,均匀性为0.4%。这些光栅在面外几何结构中压缩30 fs脉冲的实现可以导致压缩器效率为~ 95%。测得的激光吸收比目前的超快拍瓦级压缩器光栅低500倍,这将使这些激光系统的平均功率处理能力大幅增加。
2018-11-06 physics.ins-det physics.optics
Tunable sub-20 fs pulses from a 500 kHz OPCPA with 15 W average power based on an all-ytterbium laser
描述了一种完全基于500 kHz Yb激光器的光参量啁啾脉冲放大器。利用200 W皮秒Yb:YAG InnoSlab放大器实现了光纤激光器泵浦的白光与515 nm泵浦光的被动光同步。对于680 nm和900 nm之间的波长可调谐脉冲和0.2%的光谱稳定性,输出功率高达19.7 W,长期稳定性为0.3%; 16.5 W可以实现带宽支持5.4 fs脉冲。我们演示了压缩30微焦耳脉冲的子20 fs的持续时间与棱镜压缩机,适合高次谐波产生。
2014-09-23 physics.optics
Measuring ultra-short pulse widths before and after the objective with a home built autocorrelator
在多光子显微镜中,激光脉冲宽度的测量和压缩在以最小的激光功率应用优化荧光输出方面起着重要的作用。例如,在深度双光子和三光子活体显微镜中,具有最短的激光脉冲以在样品处具有最低可能的激光功率来进行有效的荧光激发是非常关键的。有几种已发表的测量群延迟色散和脉冲宽度的实验方法和技术。然而,在各个实验室或显微镜设施的活体内设置中,它们的实施和光束优化存在实际限制。在这里,我们提出了一种方法来构建一个便携式光学共线自相关器,直接探测光束后的物镜和在光路中的期望位置,以测量脉冲宽度,并优化脉冲宽度与脉冲压缩器。最后,我们证明了该方法增加了三光子显微镜的荧光激发效率。
2021-12-10 physics.optics
Single-shot implementation of dispersion-scan for the characterization of ultrashort laser pulses
我们展示了一种新的,单次拍摄超快诊断,色散扫描(D-扫描)技术的基础上。在该实施方式中,不是如在标准d扫描中那样扫描楔形以改变色散,而是待测量的脉冲在利特罗棱镜中经历空间变化量的色散。然后将产生的光束成像到二次谐波产生晶体中,并使用成像光谱仪测量二维迹线,使用d扫描检索算法对其进行分析。我们比较了单次实施与标准的d-扫描测量的子-3.5-fs脉冲从空芯光纤脉冲压缩器。我们表明,用于提取脉冲的幅度和相位的检索算法提供了可比的结果,证明了新的单次实施的有效性下降到近单周期的持续时间。
2015-11-02 physics.optics
Slow Light Nanocoatings for Ultrashort Pulse Shaping
透明材料不吸收光,但对透射辐射的相位演化有深远的影响。一个结果是色散,即,不同频率的光以不同的速度传播,导致超短激光脉冲在传播时时间延长。在这里,我们通过实验展示了解决这一挑战的纳米结构涂层:我们定制了硅纳米柱阵列的色散,使它们在传输时使用慢光效应在时间上重塑脉冲,并充当超短激光脉冲压缩器。该涂层在80 nm的带宽上在800 nm波长附近的可见光到近红外光谱区域中诱导异常群延迟色散。我们通过白光干涉测量在光谱域中表征了阵列的性能,并直接展示了飞秒激光脉冲的时间压缩。将这些涂层应用于传统光学器件使其具有超短脉冲兼容性,并适用于广泛的应用。
2021-05-14 physics.optics
Few-cycle pulses from a graphene mode-locked all-fiber laser
我们将石墨烯锁模振荡器与外部压缩器相结合,实现了~ 29 fs的脉冲,平均功率为~ 52 mW。这是一种简单、低成本、鲁棒的设置,完全基于光纤,没有自由空间光学器件,适用于需要高时间分辨率的应用。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spatiotemporal self-similar fiber laser
在这封信中,我们证明,尽我们所知,第一个时空锁模光纤激光器与自相似脉冲演变。多模光纤振荡器在1030 nm处产生了平均功率为90 mW、持续时间为2.3 ps、重复频率为37.9 MHz的抛物线放大器。值得注意的是,我们在实验上观察到一个近高斯光束质量(M^2<1.4)的高度多模光纤的输出。输出脉冲通过外部光栅压缩器压缩到192 fs。数值模拟进行调查的腔动力学证实了自相似脉冲传播的实验观察。这一结果为研究时空锁模光纤激光器中除光束整形和非线性动力学之外的新型脉冲提供了一个新的方向。
2019-04-17 physics.optics
Spatially homogeneous few-cycle compression of Yb lasers via all-solid-state free-space soliton management
本文提出利用全固态自由空间孤子管理实现Yb激光脉冲压缩,通过孤子模式传播和限制每层非线性相位小于1.0弧度,将170飞秒脉冲压缩至约9.2飞秒,实现超过50%的效率和约0.87的时空光谱均匀性,为少周期脉冲产生提供了高效、高质量的全固态方案。
2021-08-24 physics.optics
Compensation of nonlinear phase shifts with third-order dispersion: fiber stretchers can out-perform grating stretchers in short-pulse fiber amplifiers
研究表明,在短脉冲光纤放大器中,非线性相移和三阶色散可以相互补偿。特别是,我们认为啁啾脉冲光纤放大器的波长,光纤色散是正常的。放大器中积累的非线性相移可以通过光纤展宽器和光栅压缩器组合的三阶色散来补偿。一个数值模型被用来预测的补偿,并展示的计算的主要功能的初步实验结果。在存在三阶色散的情况下,与线性传播中产生的脉冲相比,最佳非线性相移减小了脉冲持续时间,并提高了峰值功率和脉冲对比度。与通常的看法相反,在光纤放大器中,光纤展宽器可以表现得与光栅展宽器一样好或更好,同时提供波导介质的主要实用优点。光纤展宽器的相对优势随着脉冲能量的增加而增加,因此这里给出的结果将与为最高脉冲能量设计的光纤放大器相关。
2005-04-07 physics.optics
2.6mJ/100Hz CEP stable near-single-cycle 4μm laser based on OPCPA and hollow-core-fiber compression
提出了一种基于光参量啁啾脉冲放大和空芯光纤压缩的近单周期载波包络相位稳定的中红外激光器。采用KTA结构的OPCPA,在100 Hz重复频率下输出能量为11.8mJ的4 μm激光脉冲,经双光栅压缩器压缩到105 fs,压缩效率超过50%。随后,脉冲光谱展宽采用氪气填充空芯光纤(HCF)。在此基础上,利用CaF 2块体材料将脉冲宽度进一步压缩到21.5fs,能量为2.6mJ,稳定度为0.9%RMS,约为4 μm激光脉冲的1.6个周期。采用CEP稳定的4 μm OPA注入,获得了CEP稳定的近单周期4 μm激光脉冲,其输出功率约为370 mrad。
2017-12-20 physics.optics
Spatiotemporal pulse characterization with far-field beamlet cross-correlation
本文提出基于远场干涉与逆傅里叶叶变换光谱的超短激光脉冲时空表征方法,实验验证其可测量100 TW级激光并指导压缩器和折射双合透镜的精密校准。
2022-02-26 physics.optics
Impact of material properties on the spectral broadening process in thin solid media
本研究实验和数值研究了毫焦级25飞秒脉冲在熔融石英、蓝宝石和YAG薄板中的光谱展宽,以优化高能量后压缩条件。
2025-08-07 physics.optics
Area theorem in a ring laser cavity
本文推导环形激光腔内循环脉冲的广义面积定理,纳入历次往返残留介质激发导致的非线性自作用,并用于求解单段环形腔激光器的稳态脉冲与介质参数。
2023-05-25 physics.optics
High-performance ultrafast pulse compression in the visible spectral range for extreme nonlinear optics at kHz-MHz repetition rates
提出一种基于多板方案的单级压缩技术,将515 nm超快脉冲从180 fs压缩至40 fs,效率高且光束质量优异,为高重复频率下的极端非线性光学和高次谐波产生提供了新途径。
2023-07-03 physics.optics
Efficient Spectral Broadening in the 100-W Average Power Regime Using Gas Filled Kagome HC-PCF and Pulse Compression
利用充氩内摆线芯可果美空芯光子晶体光纤(HC-PCF)实现了高功率SESAM锁模薄片激光器(TDL)的非线性脉冲压缩。锁模Yb:YAG TDL的输出具有127 W的平均功率,脉冲重复率为7 MHz,脉冲持续时间为740 fs,当在含有13 bar静态氩气的Kagome HC-PCF中传播时,光谱展宽了16倍。随后的压缩测试使用8.4%的全部可用功率进行,导致脉冲持续时间短至88 fs,使用从光纤的光谱加宽的输出。压缩通过光纤传输的全部功率(118 W)可以导致平均功率>100 W和峰值功率>100 MW的压缩输出,其中平均功率压缩效率为88%。这种简单的激光系统只有一个超快激光振荡器和一个简单的单通光纤脉冲压缩器,产生高峰值功率>100 MW和亚100 fs的脉冲在兆赫重复率,是非常有趣的许多应用,如高次谐波产生和阿秒科学与改善的信噪比性能。
2014-10-17 physics.optics
Watt-level ultrafast 1.75 μm laser system based on thulium-doped core and terbium-doped cladding fluoride fibers
FiberLabs Inc.(光纤实验室有限公司)
本文提出一种基于铥掺杂核心和铽掺杂包层氟化物光纤的瓦级超快1.75微米激光系统,利用受激拉曼散射生成种子脉冲,通过多级放大器放大孤子,最终获得217 fs压缩脉冲,输出250 nJ单脉冲能量,平均功率1 W。
2026-03-16 physics.optics
Efficient self-compression of ultrashort UV pulses in air-filled hollow-core photonic crystal fiber
报道了在空气填充的Kagomé型空芯光子晶体光纤中利用孤子自压缩产生超短紫外光脉冲。在400 nm处能量为2.6 μ J、持续时间为54 fs的泵浦脉冲在时间上被压缩了5倍,持续时间为~11 fs。实验结果得到了数值模拟的支持,表明Raman和Kerr效应在压缩动力学中起着重要作用。使用环境空气的便利性,以及没有会使压缩脉冲失真的玻璃窗,使得该设置作为高效桌面UV脉冲压缩器的基础非常有吸引力。
2021-02-22 nlin.PS physics.optics
Scaling laws for soliton pulse compression by cascaded quadratic nonlinearities
研究了体二次非线性介质中基于相位失配二次谐波产生(\textit{i.e.},级联二次非线性)的超短脉冲孤子压缩。给出了包含高阶非线性项的时域单周期传播方程。二次(SHG)和立方(克尔)非线性之间的平衡起着至关重要的作用:我们定义了一个有效的孤子数-SHG和克尔孤子数之间的差异相关-并表明,它必须大于单位成功的脉冲压缩发生。这要求相位失配低于临界水平,该临界水平在二次非线性超过三次克尔非线性占主导地位的材料中是高的。通过大量的数值模拟,我们发现无量纲标度律,表示通过有效孤子数,控制的压缩脉冲的行为。这些法律在固定制度,其中群速度失配的影响是小的,他们是类似的光纤孤子压缩机所观察到的。数值模拟结果表明,在适当的波长下,$β$ -硼酸钡晶体可以获得低于两个光周期的干净压缩脉冲,甚至对于皮秒输入脉冲也是如此。
2007-08-20 physics.optics
All-fiber all-normal-dispersion femtosecond laser with nonlinear multimodal interference based saturable absorber
在这封信中,我们展示了第一个全光纤全正常色散掺镱振荡器与非线性多模干涉为基础的可饱和吸收体能够产生超短耗散孤子脉冲。除了用作可饱和吸收体之外,在单模光纤之间使用多模光纤段还确保了通过获得耗散孤子锁模所必需的多模干涉再成像的带通滤波。该振荡器产生了平均功率为5.8 mW、脉宽为5 ps、重复频率为44.25 MHz的1030 nm耗散孤子脉冲。脉冲通过外部光栅压缩器去啁啾到276 fs。全光纤腔体设计确保了高稳定性,射频频谱中测得$\sim$ 70 dB边带抑制。数值模拟进行调查腔动力学和获得的结果与实验观察相匹配。该腔为实现全光纤耗散孤子锁模提供了一种简单、低成本的方法。
2018-01-17 physics.optics
Direct ultrafast parametric amplification pumped by a picosecond thin-disk laser
光学二次非线性本质上是超快的,而参量相互作用通常只表现出宽带特性。宽带相位匹配技术在参量放大和应用方面取得了巨大的进展。在现有的宽带参量放大装置中,转换的功率效率被限制为近似能量效率,并且对信号功率增强的期望需要在放大之后进行额外的脉冲压缩。在这里,我们展示了超快参量放大具有非凡的功率效率为1155%,这使得强烈的飞秒脉冲的产生,而不需要脉冲展宽器和压缩器。通过皮秒泵浦的直接飞秒信号放大通过超快参数环境实现,其中当它们在非线性晶体中传播时,较快速度的预延迟信号逐渐超过并有效地耗尽较慢速度的泵浦。所展示的技术将导致超快激光器及其应用的突破。
2022-06-16 physics.optics
A novel small-scale self-focusing suppression method for ultrahigh peak power lasers
本文提出利用非对称四光栅压缩器改善光束空间均匀性以抑制小尺度自聚焦,并通过PW级激光器三维模拟证明其可将脉冲从30fs压缩至10fs以下,为超高功率激光后压缩提供了可行方案。
2023-07-11 physics.optics
Relativistic near-single-cycle optics at 1 kHz
我们提出了一种激光源,提供波形控制的1.5周期脉冲,可以聚焦到相对论强度在1 kHz的重复率。这些脉冲是由高时间对比度的亚25fs脉冲的非线性压缩产生的,该脉冲来自kHz Ti:Sapphire双啁啾脉冲放大器,在拉伸的柔性中空光纤压缩器中按比例缩放以获得高峰值功率。通过首次观测相对论电子在激光尾场加速中的载波包络相位效应,证明了这种光源的独特能力。
2019-07-02 physics.optics physics.plasm-ph
Frequency-domain "single-shot" (FDSS) ultrafast transient absorption spectroscopy using compressed laser pulses. Part I. Basic treatment
对基于动力学频率编码的单次激发超快吸收光谱进行了理论分析和实验实现。动力学采样在频域中使用线性啁啾,放大33 fs FWHM脉冲来自钛:蓝宝石激光器。可变长度光栅对压缩器用于实现每2至160 ps窗口500-1000个通道的时间分辨率,灵敏度> 5 × 10 -4。在采集时间方面,FDSS在“噪声”由信号的幅度变化主导的情况下优于泵浦-探测光谱,这是由于泵浦和流动的不稳定性。FDSS的可能性,说明了在多光子电离的水和碘水溶液和单光子激发的多晶ZnSe和薄膜非晶Si:H的动力学。与其他“单次”技术不同,FDSS可以用于在高速射流中流动的流体样品和表现出干涉条纹的薄固体样品;不需要跨光束的泵的激发分布的先验知识。另一个优点是,由于啁啾探测脉冲的准单色分量的干涉,出现了接近FDSS动力学原点的振荡模式。这种模式是独特的,可用于确定光生物种的复杂介电函数。
2004-01-09 physics.optics
Laser pulse compression by a density gradient plasma for exawatt to zettawatt lasers
我们提出了一种新的方法,用于激光脉冲压缩,利用空间变化的分散的等离子体羽密度梯度。该方案可用于大功率激光器的压缩。一个长的,负频率啁啾,激光脉冲反射过密等离子体的等离子体斜坡。当密度纵向增加时,激光脉冲前部的高频光子比低频光子传播得更深,脉冲以类似于压缩啁啾镜的方式被压缩。使用一维(1-D)粒子细胞(PIC)模拟代码的原理证明模拟演示了2.35 ps激光脉冲压缩到10.3 fs,压缩比为225。由于等离子体是鲁棒的并且对高强度有抵抗力,与啁啾脉冲放大(CPA)技术[1]中的光栅不同,该方法可以用作压缩器以达到艾瓦或泽瓦峰值功率激光器。
2022-08-18 physics.optics physics.plasm-ph
400 kHz repetition rate THz-TDS with 24 mW of average power driven by a compact industrial Yb-laser
本文展示了一种由紧凑型工业Yb激光器驱动的高平均功率太赫兹时域光谱系统,在400 kHz重复频率下实现24 mW太赫兹输出,并验证了在数十瓦平均功率范围内太赫兹产生不受热效应影响。
2023-10-31 physics.optics
Supercontinuum Generation in the Low-Peak-Power Regime Using a Single-Stage Multipass Cell
n2-Photonics GmbH(n2光子有限公司)
本文展示了一种单级多程细胞压缩器,通过低峰值功率的振荡器实现从800到1200纳米的高效光谱扩展,压缩脉冲接近傅里叶极限,首次在单级多程细胞中实现超连续谱生成与压缩。
2026-04-01 physics.optics
A route to high peak power and energy scaling in the mid-IR chirped-pulse oscillator-amplifier laser systems
本文提出一种混合中红外CPO-CPA系统新路径,利用CPO种子源结合耗散孤子能量扩展与CPA技术,避免非线性损伤,实现高峰值功率和能量扩展,不牺牲脉冲宽度,并给出实验与理论对比路线图。
2023-03-13 nlin.PS physics.optics
Dispersive Properties of Plasma Diffraction Gratings: Towards Plasma-Based Laser Pulse Compression
Stanford University(斯坦福大学);Princeton University(普林斯顿大学);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)
研究通过实验测量等离子体传输光栅的角色散、角带宽和衍射角,证实其色散和衍射特性与光学理论一致,为等离子体光栅压缩器设计提供可能方案,指向皮瓦至艾瓦峰值功率紧凑激光器的发展路径。
2026-04-29 physics.optics physics.plasm-ph
Parallel-Plate Waveguides for Terahertz-Driven MeV Electron Bunch Compression
我们展示了波导的电磁性能飞秒电子束团的操纵和压缩与强场太赫兹(THz)脉冲。压缩器结构是一个无色散的指数锥形平行板波导(PPWG),可以沿一维聚焦单周期太赫兹脉冲。我们显示了锥形PPWG结构的测试结果,使用电光采样(EOS)在相互作用区域的峰值场至少为300 kV/cm给定0.9 uJ的入射太赫兹能量。我们还提出了一种改进的锥形PPWG的短接设计,以更好地操纵光束和减少磁场作为双馈方法的替代方案。作为一个例子,我们表明,与5 uJ的太赫兹能量,PPWG压缩2.5 MeV的电子聚束的压缩因子超过4,实现聚束长度约18 fs。
2019-05-07 physics.acc-ph physics.optics