第2章-脉冲技术.ppt

二. 解决的思路 2. 物理描述 三. 脉冲反射式（PRM）调Q器件 ①调制晶体上未加电压时: Q开关处于打开状态 ②调制晶体M上加 电压 假设沿X的线偏振光，经过调制晶体后，偏振方向沿Z向，M2反射后再经调制晶体后，偏振方向沿Y向。Q开关处于关闭状态。 2.单块双450电光调制器 b.物理描述 2. Vx=V?/2（加电压）： a.双450LN晶体等效于在两个偏振器（起偏器，检 偏器）间加一块调制晶体。 b. LN调Q处于关闭状态 四. 脉冲透射式（PTM）调Q 五. PRM和 PTM比较 §2. 声光调Q开关技术 三.原理图 §3.锁模原理 2N+1个纵模 ?设2N+1个纵模在净增益曲线内，激光器输出的光波场是2N+1个纵模电场之和。 三 .锁模的理论 1.定义 采取适当的措施将激光器各模的相位按照 的关系锁定，出现输出脉宽极窄、峰值功率极高的光脉冲，此技术为锁模技术。 2.激光输出与锁定的关系 设：腔内超过域值的纵模有2N+1个，均具有相同的振幅E0，设中间的模角频率 ，初位相为0，即序数q=0。有： ?由E(t)可知，2N+1个模经过锁定之后，总光强变为频率为 的调幅波。由于 ，光强受到调制。即激光输出脉冲时包括2N+1个纵模的光波。A(t)为周期函数，周期t=2L/c，恰好是一个光脉冲在腔内往返一次所用的时间。 3.锁模特点 4.锁模方法 (5)自锁模(fs)：是依靠激光器自身的激活介质的非线性效应。 四. 主动锁模 1. 分类 ①.相位调制（PM） 或频率调制（FM）锁模 2. 物理描述 在谐振腔内插入一调制器，调制器的调制频率等于纵模间隔，以获得重复频率为f=c/2L的锁模脉冲序列。 3 主动锁模激光器的结构 注意： ①.调制器可以是电光晶体，也可以是声光，磁光等晶体调制 ②.各元件的端面切成布儒斯特角，避免出现子腔，形成多纵模。 ③.调制器应尽量放在反射镜处，以便得到最大的纵模间耦合输出。锁模调制器的频率fm须严格调到纵模频率间隔。 4 振幅调制锁模 锁模物理图像 5.相位调制锁模 五. 被动锁模 1. 分类 ①.固体激光器的被动锁模 ②.染料激光器的被动锁模 2.大致机理 在激光器谐振腔中插入可饱和吸收材料调节腔中的损耗，当满足锁模条件时，即可获得一系列的锁模脉冲。 3.被动锁模激光器的结构 4.物理描述 5.锁模脉冲的形成过程 六. 同步泵浦 七. 自锁模 §4.压缩技术 二.色散效应 §5. 超短脉冲的测量技术 (1).燃料的可饱和吸收系数(或透过率T)随入射光强I的变化： *高强度的光能使染料吸收饱和； * Is为强弱信号的分界； *光脉冲每经过工作物质时，信 号的强弱改变，极大和极小值之差越来越大，致使脉冲的前后沿不断削陡，脉冲尖峰部分有效通过，使脉冲变窄。 (2).频率域分析 *达到阈值所产生的激光振荡脉冲，经过可饱和吸收染料后只剩下高增益的中心波长及边频，… 初始的激光脉冲具有荧光带宽的光谱含量，脉冲总量很大。光脉冲通过染料可饱和吸收体时，对强脉冲吸收少，对弱脉冲吸收大。光脉冲通过工作物质时，产生线性放大，自然选模。 (1).现行放大阶段： 激光强脉冲使饱和吸收体呈现非线性吸收，即吸收体对强脉冲透明，强脉冲经过工作物质后增强，弱脉冲经染料吸收体而抑制 (2).非线性吸收阶段： (3).非线性放大阶段： 由于粒子反转数的消耗，使得强激光脉冲经过激光物质时，前言和中心部分得到放大，后沿得不到放大，再当脉冲通过饱和吸收体时，后沿被吸收，脉冲变窄。 采用一台锁模激光器脉冲序列泵浦另一台激光器，通过调制腔内增益的方法获得锁模。 1.定义： 被泵浦激光器的谐振腔长度与泵浦激光器的谐振腔长度相等或是它的整数倍；增益受到调制，调制周期等于光在谐振腔的循环周期。 2.关键： a.增益阶段；b.脉冲压缩阶段 3.原理： 4.例子： 是利用激活介质本身的非线性效应实现锁模，称之为自锁模。 1.定义： 2.发展状况： 60-70年代：在He-Ne, Cu蒸汽,YAG激光器中已观察到自锁模现象，但脉冲序列不能自维持。直到90年代：自锁模稳定运转在掺钛蓝宝石连续激光器中获得成功；脉冲宽度为：6fs 4.7fs。 3.原理： 属于被动锁模；腔内有这样的锁模器件，能从噪声中选取强度大的脉冲作为脉冲序列的种子；如掺钛蓝宝石介质具有非线性效应。 4.自锁模形成过程： 初始脉冲的形成；稳定脉冲的形成. 5.采用的方法： 轻击平台或腔镜；声光调制器；可饱和吸