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近年来,中红外超短激光脉冲因在强场物理和阿秒科学等领域被广泛应用,成为科学家们研究的热点问题。少周期激光脉冲被认为是产生孤立阿秒脉冲非常高效的泵浦源,也是在阿秒时间尺度观测电子超快动力学过程中最有效的工具之一。由于在中红外波段尚未发现宽带的增益介质,目前无法直接利用传统的基于受激辐射跃迁的激光技术产生周期量级脉宽的激光脉冲。因此,光参量放大技术成为了产生少周期中红外激光脉冲的重要手段之一。 为了获得少周期的中红外脉冲,光参量放大系统中产生的信号光必须具有极大的增益带宽,同时具有波长可调谐性、良好的光束质量等特性,来满足超快光谱学和强场物理的应用需求。由于简并光参量放大系统只能在特定波段实现,不具备波长可调谐性,所以在信号光与闲频光波长不同的非简并波段,实现周期量级的中红外脉冲。与其他系统相比,共线的光参量放大系统有很多优点被广泛应用,但是由于这些系统相位匹配带宽受到限制,所以直接利用光参量放大在非简并波段产生高能量超短脉冲面临着若干困难。 本文将介绍一种共线光参量放大系统,实验设计了一种宽带激光泵浦的光参量放大系统(Broadband Pumped OPA,BBP-OPA)。BBP-OPA系统中将掺钛蓝宝石激光器出射的激光分成两束光,一束激光脉冲通过多片系统产生频谱展宽的泵浦光,另一束光通过蓝宝石晶体产生的超连续白光作为种子光。种子光和泵浦光在相位匹配条件下以共线的形式进入BBO晶体(厚度2.4mm),产生的放大信号光。此外,通过啁啾补偿技术,获得了宽带的信号增益。BBP-OPA系统可以产生中心波长在1400纳米,带宽高达400纳米的信号光。并且,BBP-OPA系统产生的信号光具有波长可调谐性,中心波长可以覆盖1100到1500nm范围,还具有良好的光束质量和空间分布。另外,信号光的极限脉宽可以被压缩到7.5fs,相当于两个光周期,输出脉冲能量也可以达到微焦量级。 设计和搭建的宽带激光泵浦的光参量放大系统简单、易操作。它既可以作为高次谐波的少周期泵浦源,也可以作为高功率OPCPA系统中理想的种子源。