中科院上海光機所是以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿研究、發展大型激光工程技術並開拓激光與(yu) 光電子高技術應用為(wei) 重點的綜合性研究所。

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究人員在脈衝(chong) 種子信噪比提升方麵和脈衝(chong) 放大過程中相幹噪聲抑製方麵取得進展。相關(guan) 研究結果發表於(yu) 《光學快報》(Optics Letters)。

超強超短激光中的時域脈衝(chong) 信噪比高低，決(jue) 定了許多物理實驗特別是固體(ti) 靶相關(guan) 實驗的成敗，因此是超強超短激光裝置的一個(ge) 非常關(guan) 鍵的指標。目前，提升脈衝(chong) 信噪比方法除了壓縮後脈衝(chong) 淨化技術，還可以是通過高信噪比種子脈衝(chong) 注入，同時控製放大過程中的噪聲放大獲得高信噪比的放大脈衝(chong) 。

研究人員利用激光脈衝(chong) 時域上噪聲和主脈衝(chong) 的強度差別引起的自聚焦效應差別：主脈衝(chong) 部分可以通過薄片堆獲得空間上級聯聚焦，而噪聲部分由於(yu) 自聚焦效應的缺失隨傳(chuan) 播距離發散。這樣，通過小孔濾波，可以實現激光主脈衝(chong) 和噪聲的空間分離，從(cong) 而達到信噪比提升的效果。激光薄片堆中的自相位調製同時引起脈衝(chong) 光譜展寬，通過色散補償(chang) 可以獲得周期量級脈衝(chong) 輸出。這裏，采用一個(ge) 簡單裝置同時實現脈衝(chong) 信噪比提升和光譜展寬，大大簡化了之前獲得高信噪比周期量級脈衝(chong) 常用的兩(liang) 步走技術，即：先通過脈衝(chong) 淨化技術獲得高信噪比脈衝(chong) ，再通過非線性光譜展寬技術獲得周期量級脈衝(chong) 輸出。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1364/OL.440733

另外，研究人員在之前針對釹玻璃啁啾脈衝(chong) 放大激光設計的雙透鏡型Martinez展寬器的基礎上（IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8800506 (2018).），設計了基於(yu) 800nm寬帶激光脈衝(chong) 的雙反射鏡型Martinez展寬器，該展寬器可以有效避免傳(chuan) 統展寬器內(nei) 的遠場譜相位噪聲，同時避免色差，有效抑製放大脈衝(chong) 的相幹噪聲基座。在實驗室單次拍瓦激光裝置上成功將主脈衝(chong) 前10ps處的噪聲基底控製在10-10的水平（放大脈衝(chong) 1.7J），與(yu) 之前的結果比較提升4個(ge) 量級。下一步研究計劃進一步改善激光裝置的預脈衝(chong) 噪聲，此外，這項技術後續將進一步應用到SULF和SEL裝置獲得高信噪比輸出。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1364/OL.435145

圖1 自聚焦信噪比提升原理圖

圖2 信噪比提升結果：原信噪比（黑線）和提升後信噪比（紅線）

圖3 Martinez展寬器（a）正視圖 （b）側(ce) 視圖

圖4 放大脈衝(chong) 信噪比測量結果Offner展寬器（藍線）Martinez展寬器（紅線）