长春理工大学 激光器件与技术第三章-2讲)

1、长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 1第第3章章超短脉冲技术超短脉冲技术第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 23.2 主动锁模主动锁模主动锁模主动锁模第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 33.2 主动锁模主动锁模1. 振幅调制锁模振幅调制锁模-声光或电光调制器声光或电光调制器 1). 锁模原理锁模原理1. 振幅调制锁模振幅调制锁模-声光或电光调制器声光或电光调制器 1). 锁模原理锁模原理 第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与

2、技术系Page: 43.2 主动锁模主动锁模 00cosmtt 00cosmT tTTt 1sin2mmA tAt 0000TTT 第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 53.2 主动锁模主动锁模可见：一个频率为c的光波，经过外加频率为m/2的信号调制后，频谱频率包括：c、上边频(c+m)、下边频(c-m)，且这三个频率的光波相位均相同。 ( )sin()cccE tEt 1sinsin21sin2ccccccccmcmEtAtmAtmAt 00sincossin1cossinccccmcccmccEtE TttETTttAmtt 00cosm

3、T tTTt第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 63.2 主动锁模主动锁模调制信号的波形图调制信号的波形图腔内损耗的波形腔内损耗的波形调制器透过率波形调制器透过率波形腔内未调制的光波电场腔内未调制的光波电场腔内经过调制后的光波电场腔内经过调制后的光波电场锁模激光器输出的光脉冲锁模激光器输出的光脉冲 1sin2mmA tAt 00cosmtt 1sin2mmA tAt 00cosmT tTTt( )sin()cccE tEt 1sinsin21sin2ccccccccmcmE tAtmAtmAt第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长

4、春理工大学电子科学与技术系Page: 73.2 主动锁模主动锁模2). 锁模过程：锁模过程： 000cosEtEt2mqcvvL 1002mcvvvvL1002mcvvvvL第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 83.2 主动锁模主动锁模2112mcL2112mcL3222mcL3222mcL锁模的条件！ 第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 93.2 主动锁模主动锁模3). 锁模的关键锁模的关键2mqcvvL 12m2mqcvvL 10qq2Lc调制器的信号频率为 ，损耗变化的频率为： 调制的

5、结果，使各纵模之间的相位固定 输出的光波的间隔为 的脉冲序列，具有锁模激光器的输出特性。 4). 振幅调制锁模的特点振幅调制锁模的特点 第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 103.2 主动锁模主动锁模2. 相位调制锁模相位调制锁模-电光调制器电光调制器 1). 锁模原理锁模原理 激光介质激光介质 激光激光 全反镜全反镜 输出镜输出镜 起偏器起偏器 检偏器检偏器 LN xzy Uz 基本原理基本原理：在激光腔内插入一个电光调制器，当调制器介质折射率按外加调制信号而周期性改变时，光波在不同的时刻通过介质，便有不同的相位延迟.第三章 超短脉冲技术长

6、春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 113.2 主动锁模主动锁模)cos(tdVEmoz3333131212zeezxooznnnEnnnE 3330sinemmdtltn VtdtdtVndlnltmecos2)(0333第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 123.2 主动锁模主动锁模第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 133.2 主动锁模主动锁模 coscccEtAt coscosccmE tAtmt333emlmn Vd( )coscoscos22cccc

7、cmcmAAE tAtmtmt第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 143.2 主动锁模主动锁模 0123coscoscoscos2cos2cos3cos3cccmcmcmcmcmcmE tA JmtJmttJmttJmtt第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 153.2 主动锁模主动锁模( ) t2( ) t,2,3cmcmcm22mcL( )Nt第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 163.2 主动锁模主动锁模3). 锁模的关键锁模的关键2m

8、qcvvL 2mqcvvL 10qq2Lc调制信号的频率与相邻纵模间隔频率相等： 调制的结果，使各纵模之间的相位固定 输出的光波的间隔为 的脉冲序列，具有锁模激光器的输出特性。 4). 相位调制锁模的特点相位调制锁模的特点 脉冲位置不稳定必须采取一定的措施。第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子科学与技术系Page: 173.2 主动锁模主动锁模3. 主动锁频激光器的结构及设计要点主动锁频激光器的结构及设计要点(1) 元件的端面反射率必须控制在最小，否则由于标准具效应会减少纵模个数，破元件的端面反射率必须控制在最小，否则由于标准具效应会减少纵模个数，破坏锁模的效果。如

9、反射端面切成布儒斯特角、倾斜放置、镀增透膜等。坏锁模的效果。如反射端面切成布儒斯特角、倾斜放置、镀增透膜等。(2) 调制器应放在腔内尽量靠近反射镜处，以便得到最大的纵模之间的耦合效果。调制器应放在腔内尽量靠近反射镜处，以便得到最大的纵模之间的耦合效果。调制器在通光方向的尺寸应尽量小。调制器在通光方向的尺寸应尽量小。(3) 锁模调制器的频率必须严格调谐到锁模调制器的频率必须严格调谐到fm=qc/2L，否则会使激光器工作越出锁，否则会使激光器工作越出锁模区，而进入猝灭区或调频区，从而破坏锁模。模区，而进入猝灭区或调频区，从而破坏锁模。第三章 超短脉冲技术长春理工大学电子科学与技术系长春理工大学电子

10、科学与技术系Page: 18主动锁模主动锁模 小结小结什么是主动锁模？主动锁模可以分为那两类？什么是主动锁模？主动锁模可以分为那两类？主动锁模激光器的设计要点有哪些？主动锁模激光器的设计要点有哪些？在谐振腔中部在谐振腔中部L/2放置一损耗调制器，要获得锁模光脉冲，调制器的损放置一损耗调制器，要获得锁模光脉冲，调制器的损耗周期耗周期T应为多大？每个脉冲的能量与调制器放在紧靠端面镜子处的情应为多大？每个脉冲的能量与调制器放在紧靠端面镜子处的情况有何差别？况有何差别？有一个多纵模激光器纵模数是有一个多纵模激光器纵模数是1000个，激光器的腔长为个，激光器的腔长为1.5m，输出的，输出的平均功率为平均功率为1W，认为各纵模振