超宽带互补啁啾反射镜对在超快激光系统中的应用

　　一、工作原理与核心技术

　　通过改变反射镜的折射率分布，利用光的干涉效应补偿色散。其表面由特殊介质膜构成，这些介质膜的折射率按照"啁啾"结构排列，不同频率的光进入反射镜结构的深度不同，从而被不同程度地延迟或加速，最终在反射光中引入与光纤色散相反的效应。

　　核心技术特点：

　　1、宽带镀膜设计：涵盖650-1350nm波长范围，覆盖Ti:sapphire和Yb掺杂光纤等常用超快波长，可提供-60fs?的负群延迟色散(GDD)，平均反射率>99%（p偏振）

　　2、互补结构：相互匹配的反射镜对执行不同相位的GDD振荡，实现接近恒定的GDD性能，震荡极小

　　3、高表面质量：表面质量达到10-5级别，有效孔径为80%，后表面为商业抛光

　　二、在超快激光系统中的应用场景

　　1、啁啾脉冲放大器系统（CPA）

　　在啁啾脉冲放大器中，超宽带互补啁啾反射镜对用于脉冲压缩阶段。当飞秒脉冲经过增益介质后会产生色散展宽，通过反射镜对的多次反射，可精确补偿正色散，将脉冲压缩至短至3fs的极限脉宽。相比传统的光栅对和棱镜对，啁啾反射镜对具有结构紧凑、插入损耗低、对光路不敏感等优势，特别适合高重复频率飞秒激光系统。

　　2、超宽带激光振荡器

　　在钛宝石激光器等超宽带激光振荡器中，谐振腔内的色散管理至关重要。超宽带互补啁啾反射镜对通过3°入射角实现多次反射，有效补偿腔内光学元件引入的色散，支持亚10fs超短脉冲的稳定锁模。上海光机所研制的啁啾镜对在700-1020nm波段内GDD为-70±30fs?，反射率R>99.7%，成功实现了10fs量级脉冲的稳定输出。

　　3、光通信系统

　　在光纤通信系统中，色散效应会导致信号展宽和码间干扰。超宽带互补啁啾反射镜对可补偿光纤传输过程中的色散，提高光信号的传输质量和稳定性。通过精确控制群延迟色散，能够显著提升通信系统的传输距离和带宽容量。

　　三、与传统色散补偿器件的对比：

　　- vs棱镜对：啁啾镜对体积更小、结构更紧凑，无空间啁啾问题，插入损耗更低；

　　- vs光栅对：啁啾镜对色散补偿量更高，无高阶衍射影响，更适合宽带应用；

　　- vsGTI镜：啁啾镜对带宽更宽，色散曲线更平滑，适用于超宽带系统；

　　四、选型与配置建议

　　1、选型要点：

　　- 波长匹配：根据激光系统工作波长选择对应范围（650-1350nm或定制）；

　　- GDD需求：计算系统所需色散补偿量，选择合适GDD值的反射镜对；

　　- 功率等级：高功率应用需选择高损伤阈值产品；

　　- 入射角：3°入射角适用于多次反射配置，5°或10°适用于特定应用场景；

　　2、配置建议：

　　- 使用无边缘胶粘调整架（如POLARIS-K1C4）安装，最大限度增加反射次数；

　　- 确保入射角与设计值匹配，保持镜面清洁避免划伤；

　　- 在危险区域选择隔爆型或本安型产品，确保防爆安全；

　　超宽带互补啁啾反射镜对通过其优异的色散补偿性能和紧凑结构，已成为超快激光技术的核心元件，在科学研究、工业加工、光通信等领域展现出广阔的应用前景。