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随着高速电子学技术的发展,高速任意脉冲发生技术日益成熟。本文结合高功率激光装置前端系统在光谱控制方面的应用需求,利用高速任意脉冲发生技术,开展了多程位相调制光谱控制技术研究,探索了多档脉冲同源发生的技术方案。主要包括以下工作内容: 1、建立多程位相调制的理论模型,模拟分析调制圈数、调制深度、调制信号宽度、时间同步等关键参数对输出光谱的影响;分析讨论色散控制和位相调制信号产生两个关键过程的主要参数,为后续开展实验研究提供了理论依据。 2、搭建了基于任意脉冲发生技术的多程位相调制实验平台,主要讨论了多程腔的实现、光谱透射函数的平坦化处理、高精度时间同步和实验结果测量几个关键模块的设计。时间同步精度达到<4ps(50圈),并且随着圈数增长保持稳定,提升了有效圈数。 3、基于上述平台,分别对纳秒域和皮秒域时间整形脉冲进行了光谱展宽实验: 1)对中心波长为1053nm,脉冲宽度为1ns的窄线宽时间整形脉冲进行光谱展宽,调制次数为50时,光谱展宽至0.636nm;实验验证了基于AWG全光纤多程位相调制方案进行灵活光谱控制的能力,通过对调制信号的波形控制,对调制信号产生过程中的失真导致的光谱畸变进行了修正,获得了理想对称的光谱输出; 2)对中心波长为1053nm,脉冲宽度为100ps的窄线宽时间整形光脉冲进行光谱展宽,调制次数为50时,光谱展宽至3nm,相比较原技术方案有效提升了有效循环圈数和光谱展宽量: 4、结合高功率激光装置的应用背景,利用基于任意脉冲发生技术的多程位相调制技术开展了两方面的应用实验研究: 1)利用多程位相调制技术结合色散控制,实现了多档同源脉冲的输出。对窄线宽时间整形脉冲进行光谱展宽,结合色散控制技术,可以同源输出ns整形脉冲、ps探针脉冲和线性啁啾脉冲。多程位相调制技术和色散控制的结合可以突破任意脉冲发生器带宽对整形脉冲输出最小宽度的限制,并且灵活调整,在调制次数30次、25次、20次时,分别得到了小于21ps、26ps、50ps的脉冲宽度输出; 2)利用时间整形技术配合多程位相调制,获得了带有时间整形能力的啁啾种子源输出。利用线性啁啾时频对应的特性,实现了对宽带脉冲在固体放大过程中出现的增益窄化的灵活补偿; 3)利用多程位相调制结构,结合20GHz高频微波源,对5ns方波脉冲进行高频位相调制,光谱宽度由单次调制的3.5nm提升至5次调制后的7.7nm,为获得宽光谱激光种子源提供技术方案。