高功率飛秒激光光譜展寬和三維光存儲研究.pdf

1、飛秒激光的短脈沖和高輻射強度特性，及其在對物質進行處理過程中的非接觸性和快速響應性，使得其在許多領域有著重要的應用價值，如超精細加工、微光子器件制造、醫(yī)學精密手術、高密度三維光存儲等。隨著人們對極限條件下物質相互作用研究的逐漸深入，對激光脈沖的能量和脈沖寬度提出了更高的要求，使得人們不斷的尋求獲得超強超短激光脈沖的技術和手段。 本論文主要包括兩方面內容，第一部分開展了基于LiF：F2晶體色心產生機理以及在三維光存儲應用中的實驗研

2、究；第二部分是利用中空光纖開展高功率飛秒激光光譜展寬理論及實驗研究，為進一步壓縮脈寬和獲得高峰值功率飛秒激光打下基礎。 與基于損傷機制的三維光存儲相比，色心光存儲由于寫入光能量較低，讀出方式與現(xiàn)有的光盤技術相兼容，而倍受人們的青睞。本論文第一部分根據(jù)實驗中首次觀察到LiF：F2晶體在遠紅外飛秒激光脈沖作用下的發(fā)生色心類型轉變的現(xiàn)象，定性的研究了其色心轉變的機理，并在此基礎上開展了三維光存儲的原理性實驗研究。 利用中空光纖

3、的高損傷閾值特性和低色散特性，可以有效地傳輸高功率飛秒激光，同時利用其中非線性效應(主要是自相位調制，SPM)對高功率飛秒激光進行光譜展寬，從而通過進一步壓縮技術可獲得高峰值功率飛秒激光短脈沖。本文的第二部分在分析模擬中空光纖的模式特性以及非線性效應及色散特性基礎上，開展了高功率飛秒激光在中空光纖的傳輸實驗研究，耦合效率達50﹪以上，利用在中空光纖中填充惰性氣體的方法實現(xiàn)高功率飛秒激光的光譜展寬，輸出能量為220μJ，經傅里葉變換計算，