主要工作:

研究组介绍

PW激光装置

阿秒激光系统

光学频率梳

频率变换研究

 

参量产生及放大 频率变换研究/Frequency Conversion with OPO & OPA


飞秒光参量振荡器

针对可调谐飞秒激光的应用需求,率先在国内实现飞秒钛宝石激光同步泵浦的飞秒激光参量振荡(OPO)及腔内倍频OPO的实验运行,得到波长调谐范围覆盖590~630nm及900 ~1300nm的飞秒激光脉冲,并研制成功产品提供用户使用。在此基础上进一步研制成功1030nm波长全固态飞秒激光泵浦的光参量振荡器,得到高功率宽波段的结果。

图左:1030nm激光泵浦OPO光路图, 中:实验照片, 右:归一化调谐曲线

Opt. Lett. Vol.37, 1436 (2012); Chin. Phys. Lett., Vol.24,2603-2605 (2007)

参量激光振荡器

建成单脉冲能量大于400mJ的皮秒钛宝石激光放大系统,通过倍频及参量放大研究,先后得到单脉冲能量16mJ的200nm紫外皮秒激光及单脉冲能量大于25mJ的460~760nm可调谐参量皮秒脉冲激光,对应闲频光的波长达3um。是当时国际上所见报道的单脉冲能量最高的可调谐皮秒激光脉冲,2008年7月通过鉴定。

图左:参量放大光路图; 右:实验照片

Appl Opt, Vol.46, 6228(2007); IEEE J.Quant Elect. Vol.48, 1300 (2012)

可调谐深紫外窄线宽激光

针对特殊应用,设计了一台窄线宽可调谐四倍频钛宝石激光器,利用福建物构所提供的BBSAG晶体,研制成功重复频率1kHz、波长195~205nm范围可调、最高功率为130mW、线宽小于1GHz、调谐精度优于1GHz的深紫外激光器,并取得了成功应用。

图左:装置光路图, 右:基频激光的高精度波长仪测量线宽结果

图左:装置照片; 右:基频及各次谐波的调谐曲

红外脉冲激光

首次在国际上实现Tm:YAG陶瓷激光的锁模,得到2um波长的稳定皮秒激光脉冲;首次采用4H-SiC晶体参量放大飞秒激光,获得中心波长3.75μm的可调谐中红外飞秒激光,单脉冲能量>17μJ,重复频率1kHz,互相关测量脉宽约70fs(支持56fs结果)。在Optics Letters上发后,被OSA评为Spotlight on Optics的工作。

左上:稳定性曲线;右上:不同晶体角度下的波长调谐曲线;
左下、右下:不同厚度晶体输出光谱曲线及理论脉冲曲线(插图);
中:实验光路图

左:杂志封面介绍本论文; 右:实验照片

Shunchong Wang et al., Laser Photonics Rev. 7, 831 (2013) Hai-Tao Fan et al, Optics Letters 39, 6249-6252 (2014)

参量放大产生高对比度飞秒1053nm激光脉冲

高对比度的1053nm激光脉冲是高能量激光放大中理想的种子源,我们采用参量放大技术,通过信号光与闲频光的转化放大,得到了单脉冲能量大于100μJ、1ps内对比度达2.5x10-11、脉冲背景干净,可用于以Nd:Glass为增益介质的kJ量级高能PW激光装置的理想前级。

左:实验装置图; 右:不同条件下的对比度结果,证明用本方案的优越性

图左:实验系统照片; 右:1053nm激光波长处的光谱曲线

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