| 题名 | 宽频带激光的传输理论和应用研究 |
| 作者 | 彭润伍 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 范滇元 |
| 关键词 | 宽频带激光 光束传输 带宽 匀滑效应 光束均匀性 色散 |
| 中文摘要 | 超短超强激光，特别是高能拍瓦(HEPW)激光技术迅猛发展，推动了激光物理研究的深化和新技术的开拓。宽频带是这类激光脉冲的一个主要特征，与准单色激光相比有着显著不同的传输特性。宽带激光在高功率激光系统光束匀滑的关键技术中也将有重要应用潜力。研究宽频带激光束的传输、放大和光束控制等基础性问题，对超短超强激光技术进一步发展具有重要理论意义和实际价值。 本论文着重研究宽带光束传输的基础理论和数值模拟，并初步探索宽带激光在光束匀滑技术中的应用。在前人研究基础上，提出并建立宽带光束传输的理论模型、传输表示式和数值计算方法；以硬边光阑为典型事例，研究了频带宽度对光束传输特性的影响；引入色散器件，探讨了宽带激光近场和远场传输的束匀滑效应。取得一系列创新性成果，在JOSA (A)、Opt. Commun、Optik、物理学报、光学学报等国内外学术刊物上发表（含接受）论文15篇。 本论文的主要内容和创新点有以下三方面： 1、首次从频谱宽度出发建立宽带光束的物理模型并导出变换极限型宽带激光的传输表示式，得到以带宽为参数的复振幅包络解析解和复解析信号解析解。研究了两种解在不同带宽时的差别。分析了带宽对复振幅包络解的奇异性的影响，并给出产生奇异性的物理解释。详细研究了高斯脉冲、洛仑兹脉冲和双曲正割脉冲等不同时间波形脉冲光束的复振幅包络解，结果表明对于不同带宽和不同时间波形的脉冲光束，复振幅包络解都存在奇异性。计算结果同时表明带宽较宽时奇异性导致复振幅包络解在靠近中心轴的范围内就已经不能正确描述脉冲光束，但在带宽较窄时奇异性的影响可以忽略。相关论文发表于 Opt. Commun.等刊物。 2、以光束通过硬边光阑的传输为典型事例，研究宽带激光在近场和准远场传输的光强空间分布特性。针对变换极限型和啁啾型两类宽带脉冲，分析了带宽和啁啾量对时间积分的横向强度分布的影响。并将这一研究内容延伸到空间横向模式为高阶高斯的宽带激光情况。结果表明增大频谱宽度或啁啾量，可使衍射图样中强度调制尖峰的振幅减小，光强分布趋于均匀化。同时给出了宽带激光对光束产生匀滑效应的物理原因，并与光谱色散平滑(SSD)技术实现光束匀滑的物理机制进行了比较。相关论文发表于JOSA A等刊物。 3、借鉴光谱色散平滑(SSD)技术的思路，研究了宽带激光通过色散楔和色散透镜的传输。结果表明，色散元件引入的空间角色散，有利于近场和远场的束匀滑。并分析了这一效应的产生机制。相关论文即将发表于Opt. Commun.等刊物上。 |
| 语种 | 中文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15325]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭润伍. 宽频带激光的传输理论和应用研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
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