【摘 要】
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可通过激光锁模技术直接产生的超短脉冲激光目前仍主要集中在近红外波段。而由于缺乏合适的增益介质,高峰值功率的中红外超短脉冲激光,一般只能以基于光学二阶非线性效应的非线性频率转换技术间接得到。带相反时间啁啾的光参量激光放大器（OPA）有利于在一般能级型激光器难以企及的波段,例如3-5μm的中红外波段,产生比入射激光频谱更宽的宽带闲频光。而且,还能缓和由于群速度失配造成的脉冲走离对激光脉冲的影响。然而,
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可通过激光锁模技术直接产生的超短脉冲激光目前仍主要集中在近红外波段。而由于缺乏合适的增益介质,高峰值功率的中红外超短脉冲激光,一般只能以基于光学二阶非线性效应的非线性频率转换技术间接得到。带相反时间啁啾的光参量激光放大器（OPA）有利于在一般能级型激光器难以企及的波段,例如3-5μm的中红外波段,产生比入射激光频谱更宽的宽带闲频光。而且,还能缓和由于群速度失配造成的脉冲走离对激光脉冲的影响。然而,宽带宽的相位匹配是后续能量能否获得有效放大的决定性因素。针对这种带相反时间啁啾的光参量放大方法,文中从相位匹配条件的基本方程出发,得到了理想宽带相位匹配所需的工作条件,结果表明,闲频光群速度处于泵浦光与信号光的群速度之间是实现理想宽带相位匹配的前提。在此基础上,OPA的增益谱可以通过调整泵浦光和信号光之间不同频率分量的对应关系来进行优化,从而得到宽带宽的增益谱。针对不同非线性过程,我们系统分析了基于不同相位匹配类型的不同非线性晶体材料在不同信号光波长下的群速度关系及其增益谱特性,以探索合适的非线性晶体材料。其中,当泵浦光分别为790nm,以及1030nm的常规近红外激光时,满足II类准相位匹配（oe-o）的PPLN晶体都能够在分别为980nm-1600nm,以及1300nm-2000nm的极宽的光谱范围内表现出相对稳定的群速度关系,以及符合预期的宽带增益特性。在此基础上,我们提出并数值验证了一种有潜力的光参量放大技术方案,用于构造可调谐的相反双啁啾宽带中红外激光系统。
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