Third-Generation Femtosecond Technology

این پایان نامه یک مطالعه کامل و آموزنده در مورد سیستم های تقویت کننده پالس چیپ پارامتریک نوری با توان بالا و انرژی بالا ارائه می دهد که پایه و اساس نسل بعدی فناوری لیزر فمتوثانیه است. با شروع از مبانی فرآیندهای خطی درگیر و ملاحظات اساسی طراحی، نویسنده به وضوح و سیستماتیک پیش نیازهای مختلف سیستم‌های نوری غیرخطی را که انتظار می‌رود فیزیک آتوثانیه را در دهه آینده هدایت کنند، توصیف می‌کند. در این زمینه، او مروری بر روش‌های تولید پالس‌های بذر پایدار پهن‌باند و فاز حامل-پوشش لازم برای تولید شکل‌های موج کنترل‌شده میدان الکتریکی در سیستم نهایی ارائه می‌دهد. راهنمای استفاده از لیزرهای پمپ پرقدرت و پرانرژی مورد نیاز برای افزایش انرژی پالس به محدوده عملیاتی مورد نظر را ارائه می دهد. طراحی سیستم نوری غیرخطی مورد استفاده برای تقویت را توصیف می‌کند، از جمله حالت‌های عملکرد پالس‌های مرئی مادون قرمز با باند فوق‌العاده یا پالس‌های باند باریک (و در عین حال فوق‌سریع) قابل تنظیم بر روی چندین اکتاو. و در نهایت یک سنتز کننده میدان پرانرژی آینده نگر بر اساس این تکنیک ها ارائه می دهد. به این ترتیب، خواندن این کار برای همه دانشمندانی که علاقه مند به استفاده از جدیدترین نسل سیستم های فوق سریع هستند ضروری است.

This thesis offers a thorough and informative study of high-power, high-energy optical parametric chirped pulse amplifications systems, the foundation of the next generation of femtosecond laser technology. Starting from the basics of the linear processes involved and the essential design considerations, the author clearly and systematically describes the various prerequisites of the nonlinear optical systems expected to drive attosecond physics in the coming decade. In this context, he gives an overview of methods for generating the broadband and carrier-envelope-phase stable seed pulses necessary for producing controlled electric-field waveforms in the final system; provides a guide to handling the high-power, high-energy pump lasers required to boost the pulse energy to the desired operating range; describes the design of the nonlinear optical system used to perform the amplification, including modes of operation for ultra-broadband infrared-visible pulses or narrowband (yet still ultrafast) pulses tunable over multiple octaves; and finally presents a prospective high-energy field synthesizer based upon these techniques. As such, this work is essential reading for all scientists interested in utilizing the newest generation of ultrafast systems.