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随着光纤光学及波导理论的高速发展,惯性约束核聚变激光驱动装置的前端系统逐渐实现全光纤化。高功率激光驱动装置的前端系统主要功能是提供具有时间波形控制能力、光谱控制能力、偏振控制、时间同步、近场强度控制能力以及信噪比控制能力的多档脉冲输出。本文提出了基于全光纤多程相位调制的光谱控制技术研究方法,针对前端系统同一种子源实现多档脉冲输出进行可行性探究实验。 论文的主要工作包括以下几个方面: (1)对多程相位调制的原理进行理论分析,建立多程相位调制的理论模型,并分析了调制圈数、调制深度、调制信号宽度、调制信号波形以及光脉冲和电调制信号的时间同步等参数对输出光谱特性的影响,为后续多程相位调制实验的展开奠定理论基础。 (2)对多程相位调制的实验平台进行了改进,提升了系统调制深度。对种子源模块、环形腔模块、时间同步模块、调制信号产生模块、调制结果测量模块以及脉冲压缩模块进行了详细介绍。 (3)开展了全光纤多程相位调制的实验研究。实验将光谱宽度为0.03nm的光脉冲展宽至2.255nm。经光栅压缩器压缩后,脉冲宽度由80ps压缩至26ps。验证了多程相位调制系统为啁啾脉冲放大提供种子源的可能性。 (4)实验验证了理论模拟得到的结论,即调制深度越大、调制圈数越多,输出光谱宽度越宽;改变电调制信号与光脉冲的相对时间会使输出光谱特性发生改变;改变相位调制信号波形可以得到不同的输出光谱,印证了多程相位调制系统具有任意光谱控制的能力;实验还对系统的同步精度进行了测量与分析,系统同步精度不超过5ps,但随调制圈数增加,光信号幅值抖动增大使同步精度降低,导致光谱有效调制量降低,不利于系统稳定性。