长春理工大学 激光器件与技术第三章-3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: 23.3 被动锁模被动锁模被动锁模被动锁模第三章 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: 33.3 被动锁模被动锁模一一. 固体激光器的被动锁模固体激光器的被动锁模1. 工作原理工作原理 从频率域分析，开始时自发辐射的荧光以及达到阈值所产生的激光涨落脉冲，经过可饱和吸收染料在噪声脉冲中的选择作用，只剩下高增益的中心波长0及其边频，随后经过几次染料的吸收和工作物质的放

2、大，边频信号又激发新的边频，如此继续下去，使得增益线宽内所有的模式参与振荡，于是便得到一系列周期为2L/c 的脉冲序列输出。 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: 43.3 被动锁模被动锁模2. 动力学过程动力学过程123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: 53.3 被动锁模被动锁模 1). 线性放大阶段线性放大阶段 增益介质线性放大染料非线性吸收第三章 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: 63.3 被动锁模被动锁模2). 非线性吸收阶段非线性吸收阶

3、段增益介质线性放大染料非线性吸收第三章 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: 73.3 被动锁模被动锁模3). 非线性放大阶段非线性放大阶段增益介质非线性放大染料非线性吸收第三章 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: 83.3 被动锁模被动锁模3. 被动锁模固体激光器的结构被动锁模固体激光器的结构第三章 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: 93.3 被动锁模被动锁模第三章 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: 103.3 被动

4、锁模被动锁模4. 被动锁模固体激光器的特点被动锁模固体激光器的特点第三章 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: 113.3 被动锁模被动锁模染料调染料调Q和染料锁模的区别和染料锁模的区别第三章 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: 123.3 被动锁模被动锁模第三章 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: 133.3 被动锁模被动锁模二二. 染料激光器的被动锁模染料激光器的被动锁模第三章 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: 14

5、被动锁模被动锁模 小结小结 什么是被动锁模？什么是被动锁模？ 根据锁模形成过程的机理和特点可将被动锁模分为哪些类型？根据锁模形成过程的机理和特点可将被动锁模分为哪些类型？ 固体激光器的被动锁模主要可以分为哪几个阶段？固体激光器的被动锁模主要可以分为哪几个阶段？ 染料调染料调Q和染料锁模有何不同之处？和染料锁模有何不同之处？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: 153.6 单一脉冲的选取与超短脉冲测量单一脉冲的选取与超短脉冲测量一、单一脉冲的选取1、脉冲透射法缺点：工作阈值较高，腔内元件容易损坏，腔内元件多导致标准具效应明显，漏光严重，稳定性差，

6、一般不被采用。V/4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: 163.6 单一脉冲的选取与超短脉冲测量单一脉冲的选取与超短脉冲测量2、腔外选单一脉冲法缺点：克尔盒上需加半波电压，需要两个偏振棱镜。优点：腔内元件少，调整方便。V/2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: 173.6 单一脉冲的选取与超短脉冲测量单一脉冲的选取与超短脉冲测量3、闸流管触发电路 利用光电开关回路取代光信号击穿火花隙的方法，即用光电二极管或雪崩光电二极管将光脉冲转换为电信号，再去触发闸流管，实现开关动作。优点：克服光信号击穿火

7、花隙方法对光脉冲功率的要求，同时可以通过调整从光电二极管到闸流管之间的延迟时间，改变输出的单一脉冲峰值。缺点：对谐振腔镜的镀膜提出一定的要求，同时要严格调整光电二极管与透光方向的关系，避免击穿光电二极管。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: 183.7 单一脉冲选取和超短脉冲测量单一脉冲选取和超短脉冲测量二、超短脉冲测量 目前测量锁模的脉冲宽度有两种类型：直接测量法和相关测量法直接观察法、条纹照相法双光子荧光法、二次谐波法快速光电探测器高响应时间的宽频带示波器条纹照相机：主要由结构复杂的条纹管构成。它可把光脉冲直接记录在照相底片上，通过光密度分

8、析获得脉冲形状和宽度。近来出现的新型条纹管，利用了光纤，可以直接给出光脉冲强度I(t)的数字记录，分辨力可以测到12ps。结构复杂，价格昂贵。需取出一脉冲。不能测fs脉冲。只能测量10-10s量级的脉冲宽度，无法实现ps和fs量级脉宽的测量。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: 193.7 单一脉冲选取和超短脉冲测量单一脉冲选取和超短脉冲测量相关测量法相关测量法利用相关函数，测出的相关函数曲线不是脉冲的实际宽度，需要通过换算得到脉宽的近似值。相关测量把对脉冲的瞬时测量变成了对具有相对延迟的两个脉冲乘积的时间积分进行测量，大大减少了对于测试仪器和

9、接收元件时间响应的要求。双光之荧光法二次谐波法利用激光脉冲激发染料的荧光，分析荧光的强度即可获得激光脉冲二阶相关函数的宽度。结构简单，适合脉冲激光器。要求调整精度高，对各种不同波长的激光要选用不同的染料，灵敏度低，分析周期长，分析结果有误差。当两束频率为的光通过非线性晶体时，满足一定的相位匹配条件，产生频率为2 的倍频光。产生的倍频光的强度与入射光的强度的平方成正比，因此通过一定的装置把光分成相等的两束，改变两束光的重合程度，从而接收到不同强度的倍频光，对脉宽进行测量。测量的精度高，分辨力高，处理数据方便。结构复杂，且需要逐点测量。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

10、子科学与技术系Page: 20单一脉冲选取和超短脉冲测量单一脉冲选取和超短脉冲测量 小结小结 单一脉冲选取的方式有哪些？单一脉冲选取的方式有哪些？ 超短脉冲测量的方法有哪些？它们各自具有怎样的特点？超短脉冲测量的方法有哪些？它们各自具有怎样的特点？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: 21 什么是被动锁模？什么是被动锁模？ 根据锁模形成过程的机理和特点可将被动锁模分为哪些类型？根据锁模形成过程的机理和特点可将被动锁模分为哪些类型？ 固体激光器的被动锁模主要可以分为哪几个阶段？固体激光器的被动锁模主要可以分为哪几个阶段？ 染料调染料调Q和染料锁模

11、有何不同之处？和染料锁模有何不同之处？ 单一脉冲选取的方式有哪些？单一脉冲选取的方式有哪些？ 超短脉冲测量的方法有哪些？它们各自具有怎样的特点？超短脉冲测量的方法有哪些？它们各自具有怎样的特点？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: 22关于提交查阅文献作业的要求关于提交查阅文献作业的要求 提交日期提交日期:2012-4-10 PDF/CAJ格式的文献，命名为：格式的文献，命名为：文章年份文章年份-文章题目文章题目-学生班级学号学生班级学号-学生姓名学生姓名 word2003/2007，命名为：，命名为：文章年份文章年份-文章题目文章题目-学生班级学号学生班级学号-学生姓名学生姓名内容包括：文章题目、关键词、主要内容、重要参考文献。内容包括：文章题目、关键词、主要内容、重要参考文献。如涉及到实验：实验装置图如涉及到实验：实验装置图 (visio或其他软件绘图，禁止截图或其他软件绘图，禁止截图) 主要内容必须是对阅读文献后学到东西的总结！主要