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超短超强激光具有极短的脉冲宽度和极高的峰值功率,在超快时间光谱分辨、X射线源的产生、高次谐波、强场物理方面有重要应用,然而,较低的激光信噪比严重制约了超短超强脉冲激光在强场物理方面的应用。本文围绕超短超强脉冲激光信噪比的提升与控制进行了研究,主要工作如下：1.综述了国内外超短脉冲激光的研究进展、超短超强脉冲激光信噪比的研究背景和提升方法,并比较各种方法的优缺点。2.提出了一种基于简并态四波混频相位共轭波技术提高超短脉冲激光信噪比的新方法,建立了激光信噪比提升的理论模型,理论模拟了光谱带宽对产生相位共轭波的转化效率的影响。结果表明：超短脉冲激光输出信噪比与输入信噪比是三次方关系。基于相位共轭波的产生,超短脉冲激光信噪比得到了大幅度的提升,输出脉冲不仅具有高的信噪比而且脉冲时域没有畸变,光束质量较好。3.研究了在超快非线性介质中发生非线性椭圆偏振旋转效应(NER),并提出了基于NER效应提升超短脉冲激光信噪比的新方法,建立了超短脉冲激光信噪比提升的理论模型。理论模拟计算了光谱带宽对非线性偏振旋转的转化效率的影响；理论分析和数值研究了起偏器和检偏器消光比、功率密度、输入偏振光与波片快轴的夹角对超短脉冲激光输出信噪比和转换效率的影响。结果表明：在消光比为10-5情况下,超短脉冲激光信噪比可以提高3个量级；系统在最优夹角和功率密度条件下,输出脉冲具有高的信噪比和高的转换效率。4.利用光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)激光系统对简并态四波混频相位共轭波提升超短脉冲激光信噪比进行了实验研究,获得了转换效率10%的高信噪比超短脉冲输出。利用三阶互相关仪测量相位共轭波的信噪比,实验结果表明超短脉冲激光信噪比从1.7×103提高至8.6×108。5.设计了非线性椭圆偏振旋转提升超短脉冲激光信噪比的实验方案,以CS2作为超快非线性介质,利用千赫兹3TW钛宝石飞秒激光系统对该方案进行了实验研究,获得了转换效率高达30%的高信噪比激光输出。