1、基于雙包層摻雜光纖的高能超短脈沖激光系統(tǒng)損耗小、閾值低、效率高,易實現小巧、緊湊的結構設計,在國防、軍事和工業(yè)加工等領域有著極其廣泛的應用。如何進一步提高脈沖能量及功率是當前超短脈沖放大技術的研究重點。本論文對啁啾脈沖放大(CPA)技術與自適應脈沖整形技術結合實現超短脈沖的功率放大,以及光纖激光系統(tǒng)泵浦技術——激光二極管線陣的光束整形與耦合技術進行了深入的理論與實驗研究,獲得的主要創(chuàng)新成果如下:
　　 1.建立了一個基于雙包層摻

2、鐿光纖放大器的自適應脈沖整形CPA系統(tǒng)模型,利用該模型,首次對CPA系統(tǒng)及放大器內自相位調制等超短脈沖功率放大的限制因素進行了分別補償,并分析了補償過程中自適應脈沖整形的作用機理。首次對比了相位整形、幅度整形及二者同時整形對輸出脈沖功率提高的不同效果,理論上證明了幅度與相位同時調制的整形方式更有利于系統(tǒng)獲得高質量、高能量的超短激光脈沖輸出,分析了不同優(yōu)化參數對補償效果的影響,研究結果對實驗系統(tǒng)的建立和調試具有指導意義。
　　 2

3、.在理論分析的指導下,參與搭建和調試了一個自適應控制的CPA實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)引入自適應脈沖幅度和相位同時整形實現了高功率超短激光脈沖輸出,輸出脈沖的平均功率高達12.6W,重復頻率50MHz,脈沖寬度～170fs;系統(tǒng)將為智能中紅外波段脈沖產生器提供激光脈沖源,整形后脈沖經光參量過程頻率轉換至中紅外(mid-infrared:MIR)波長,產生可以自適應控制形狀與特性參數的MIR超短脈沖,可用于分子的相干控制實驗。
　　 3.建

4、立了激光二極管線陣的非序列光學模型,并在此基礎上設計了一種通過均衡線陣快慢軸方向光束參數積來提高光束質量的整形方案。該方法利用微型反射鏡和平行六面體棱鏡對光束進行準直、分割及重排,消除各發(fā)光區(qū)之間不發(fā)光間隔的影響,得到占空比為1的輸出光束。整形后光束能量集中,亮度明顯提高,經球透鏡聚焦后更易與光纖耦合。
　　 4.提出了一種成本低廉、操作簡單,材料與技術成熟、易于推廣的微透鏡制作方法,并用此方法制成了分別用于激光二極管線陣快、慢

5、軸光束準直的透鏡。研究結果表明,準直后光束消除了發(fā)光區(qū)間不發(fā)光間隔的影響,在水平和豎直方向上的光強度重新分布,光束質量和亮度得到大幅度的提高。
　　 5.提出了兩種制作直徑漸變型石英錐體的方法,拉絲法與氫氟酸腐蝕法;通過分析它們的動態(tài)過程,得出了各自的錐體直徑隨長度變化的關系曲線,與實測結果一致性較好。研究結果表明,腐蝕法制作的石英錐體與激光二極管線陣的耦合效率較高,可達76％。因此,利用其對光束的分束聚焦功能,可以實現激光二極