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啁啾脉冲放大

啁啾脉冲放大(英語:Chirped pulse amplification, 缩写: CPA)是一种用于放大激光超短脉冲英语Ultrashort pulse直到达到拍瓦(petawatt)水平的技术,其中激光脉冲在放大之前在时间上和光谱上被拉伸[1]

啁啾脉冲放大技术是目前世界上除了功率约为500 TW的国家点火装置之外的所有最高功率激光器(大于约100 TW)使用的最先进技术。 这些激光器的一些例子是拉塞福-阿普顿实验室中央激光设施英语Central Laser Facility的Vulcan拍瓦升级,内布拉斯加大学林肯分校的Diocles激光器,大阪大学激光工程研究所GEKKO XII设施的Gekko拍瓦激光器, 罗切斯特大学激光能量学实验室的OMEGA EP激光器,和劳伦斯利弗莫尔国家实验室Nova雷射英语Nova (laser)现已拆除的拍瓦系列。除了这些最先进的研究系统之外,许多商业制造商还销售钛-蓝宝石型英语Ti-sapphire laser啁啾脉冲放大,峰值功率为10到100 GW。

使用啁啾脉冲放大技术,设置强度高达1022 W /cm²的激光器,脉冲长度为几个飞秒(10-15秒)。

背景 编辑

 
图1. 具有负色散的基于光栅的压缩器的示意图布局,即短波长(蓝色)首先出现。

啁啾脉冲放大技术是最初被发明于1960年用来增加雷达可用功率的技术[2]。用于激光的啁啾脉冲放大技术于1985年由当时在罗彻斯特大学热拉尔·穆鲁唐娜·斯特里克兰引入[3],他们于2018年获得诺贝尔物理学奖[4]

原理 编辑

光脉冲越短,所包含频率的频谱越宽。 这是由于光脉冲描述为波包(参见同一篇文章)。 对于高斯波包,在时间长度Δt和谱宽Δω之间应用以下关系:

 

光学元件可以不同地折射或延迟不同频率的光。 通过布置光学元件,主要使用栅格和棱镜,可以不同地延迟(短)激光脉冲的不同频率分量,并且可以在空间上分离和再次压缩脉冲。

参阅 编辑

  • 群速度
  • 锁模技术
  • 飞秒技术英语Femtotechnology
  • 钛-蓝宝石激光英语Ti-sapphire laser
  • 超短脉冲英语Ultrashort pulse

参考资料 编辑

  1. ^ Paschotta, Rüdiger. Chirped-pulse Amplification. RP Photonics Encyclopedia. July 1, 2017 [October 2, 2018]. (原始内容于2020-11-02). 
  2. ^ Cook, Charles. Pulse Compression-Key to More Efficient Radar Transmission. Proceedings of the IRE (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)). 1960, 48 (3): 310–316. ISSN 0096-8390. doi:10.1109/jrproc.1960.287599. 
  3. ^ Strickland, Donna; Mourou, Gerard. (PDF). Optics Communications (Elsevier BV). 1985, 56 (3): 219–221 [2018-10-06]. ISSN 0030-4018. doi:10.1016/0030-4018(85)90120-8. (原始内容 (PDF)存档于2018-12-23). 
  4. ^ The Nobel Prize in Physics 2018. Nobel Foundation. [2 October 2018]. (原始内容于2018-10-02). 

啁啾脉冲放大, 英語, chirped, pulse, amplification, 缩写, 是一种用于放大激光超短脉冲, 英语, ultrashort, pulse, 直到达到拍瓦, petawatt, 水平的技术, 其中激光脉冲在放大之前在时间上和光谱上被拉伸, 技术是目前世界上除了功率约为500, tw的国家点火装置之外的所有最高功率激光器, 大于约100, 使用的最先进技术, 这些激光器的一些例子是拉塞福, 阿普顿实验室的中央激光设施, 英语, central, laser, facility, 的vulc. 啁啾脉冲放大 英語 Chirped pulse amplification 缩写 CPA 是一种用于放大激光超短脉冲 英语 Ultrashort pulse 直到达到拍瓦 petawatt 水平的技术 其中激光脉冲在放大之前在时间上和光谱上被拉伸 1 啁啾脉冲放大技术是目前世界上除了功率约为500 TW的国家点火装置之外的所有最高功率激光器 大于约100 TW 使用的最先进技术 这些激光器的一些例子是拉塞福 阿普顿实验室的中央激光设施 英语 Central Laser Facility 的Vulcan拍瓦升级 内布拉斯加大学林肯分校的Diocles激光器 大阪大学激光工程研究所GEKKO XII设施的Gekko拍瓦激光器 罗切斯特大学激光能量学实验室的OMEGA EP激光器 和劳伦斯利弗莫尔国家实验室前Nova雷射 英语 Nova laser 现已拆除的拍瓦系列 除了这些最先进的研究系统之外 许多商业制造商还销售钛 蓝宝石型 英语 Ti sapphire laser 啁啾脉冲放大 峰值功率为10到100 GW 使用啁啾脉冲放大技术 设置强度高达1022 W cm 的激光器 脉冲长度为几个飞秒 10 15秒 目录 1 背景 2 原理 3 参阅 4 参考资料背景 编辑 nbsp 图1 具有负色散的基于光栅的压缩器的示意图布局 即短波长 蓝色 首先出现 啁啾脉冲放大技术是最初被发明于1960年用来增加雷达可用功率的技术 2 用于激光的啁啾脉冲放大技术于1985年由当时在罗彻斯特大学的热拉尔 穆鲁和唐娜 斯特里克兰引入 3 他们于2018年获得诺贝尔物理学奖 4 原理 编辑光脉冲越短 所包含频率的频谱越宽 这是由于光脉冲描述为波包 参见同一篇文章 对于高斯波包 在时间长度Dt和谱宽Dw之间应用以下关系 D t 1 D w displaystyle Delta t propto frac 1 Delta omega nbsp 光学元件可以不同地折射或延迟不同频率的光 通过布置光学元件 主要使用栅格和棱镜 可以不同地延迟 短 激光脉冲的不同频率分量 并且可以在空间上分离和再次压缩脉冲 参阅 编辑 nbsp 物理主题 nbsp 技术主题 群速度 锁模技术 飞秒技术 英语 Femtotechnology 钛 蓝宝石激光 英语 Ti sapphire laser 超短脉冲 英语 Ultrashort pulse 参考资料 编辑 Paschotta Rudiger Chirped pulse Amplification RP Photonics Encyclopedia July 1 2017 October 2 2018 原始内容存档于2020 11 02 Cook Charles Pulse Compression Key to More Efficient Radar Transmission Proceedings of the IRE Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE 1960 48 3 310 316 ISSN 0096 8390 doi 10 1109 jrproc 1960 287599 Strickland Donna Mourou Gerard Compression of amplified chirped optical pulses PDF Optics Communications Elsevier BV 1985 56 3 219 221 2018 10 06 ISSN 0030 4018 doi 10 1016 0030 4018 85 90120 8 原始内容 PDF 存档于2018 12 23 The Nobel Prize in Physics 2018 Nobel Foundation 2 October 2018 原始内容存档于2018 10 02 取自 https zh wikipedia org w index php title 啁啾脉冲放大 amp oldid 65620218, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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