全固态锁模激光及其同步泵浦的飞秒脉冲产生与应用研究

发布时间：2025-06-25 21:56

　　高功率、高重频、宽带可调谐的超短脉冲激光在时间分辨光谱学、生物显微成像、THz产生、激光通信等领域有着广泛的应用。以掺Yb³⁺块状材料的全固态飞秒激光器作为泵浦源,结合非线性频率变换技术,可以突破增益介质荧光发射谱的限制,将输出波长进行拓展。光学参量振荡器（OPO）可以实现输出波长的宽带可调谐,将波长覆盖到紫外、可见光以及中红外波段。因此,使用全固态飞秒激光器泵浦的光学参量振荡器结合腔内或者腔外倍频、混频是获得高功率宽带可调谐的飞秒光源的一种重要技术途径。本文重点开展了基于全固态振荡器泵浦的高功率飞秒光学参量振荡器以及激光二极管泵浦的高功率全固态飞秒振荡器的实验研究,同时对宽带可调谐的飞秒光学参量振荡器在生物显微成像方面的应用进行了实验研究。论文的具体内容包括:1.基于三波混频的耦合波方程组,对飞秒光学参量振荡器中的动力学过程进行了模拟,从理论上分析了群速度失配、群速度色散、晶体长度等因素对参量转换效率和输出激光脉冲宽度的影响。基于商用的Yb:KGW全固态振荡器作为泵浦源,结合KTA与KTP晶体,最终实现了高功率宽带可调谐的近红外-中红外飞秒激光输出。其中信号光波长...

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1Ti:sapphire激光器泵浦的飞秒OPO实验结果[56]

全固态飞秒激光泵浦的宽带可调谐光学参量振荡器的研究光学参量振荡器研究进展学参量振荡器（opticalparametricoscillator,OPO）可以用来获得波的激光脉冲[39]。近年来随着非线性晶体生长技术的蓬勃发展，一的非线性晶体日益成熟，同时伴随着非线性频率变换技....

图1.2Ti:sapphire激光器泵浦CSP产生中红外飞秒激光实验装置[67]

6图1.2Ti:sapphire激光器泵浦CSP产生中红外飞秒激光实验装置[67]Fig.1.2ExperimentalsetupforCSP-OPOpumpedbyTi:sapphirelasersource62年，科学家们首次提出了OPO设....

图1.5中红外飞秒光学频率梳实验装置[100]

度等方面都取得了显著的进步，具有较大的发展空间，双波长的输出机深入研究。2005年，德国马普所的科学家T.Hansch和美国国家标准技术研究所的.Hall凭借在光学测量领域的杰出贡献，获得了当年的诺贝尔物理学奖飞秒光学频率梳如雨后春笋般涌现，成为超短脉冲激光领域的研究....

图1.6商用双光子显微成像系统

象[103-104]。1990年，科学家Denk发明了世界上第一台双光子显成像的分辨率得到了很大提高[105]。双光子显微成像结合了双光扫描成像技术，已成为生命科学领域的重要研究工具，并已广泛的育学、神经科学、临床医学等领域[106]。高重频宽带可调谐的飞秒光子显微镜的驱动....

本文编号：4052677