介紹了鎖模激光器產(chan) 生強脈衝(chong) 的原理，介紹了鎖模脈衝(chong) 寬度的影響因素。
鎖模激光器的原理簡介
在一個(ge) 簡單的激光器中，每一個(ge) 模式都獨立地振蕩，彼此之間沒有固定的關(guan) 係，本質上就像一組獨立的激光器，它們(men) 都以略微不同的頻率發光。每種模式中光波的各個(ge) 相位都不是固定的，可能會(hui) 因激光器材料的熱變化等因素而隨機變化。在隻有少數振蕩模式的激光器中，模式之間的幹擾會(hui) 導致激光輸出中的拍頻效應，導致強度波動；在具有數千個(ge) 模式的激光器中，這些幹擾效應趨於(yu) 平均到接近恒定的輸出強度。
如果不是獨立振蕩，而是每個(ge) 模式運行時與(yu) 其他模式之間保持固定的相位差，則激光輸出的行為(wei) 會(hui) 截然不同。激光模式將周期性地相互幹涉，而不是隨機或恒定的輸出強度，從(cong) 而產(chan) 生強烈的光脈衝(chong) 或脈衝(chong) 。這種激光器被稱為(wei) 鎖模激光器。這些脈衝(chong) 在時間上以τ=2L/c隔開，其中τ是光在激光腔中進行一次往返所需的時間。該時間對應的頻率正好等於(yu) 激光器的模式間距
每個(ge) 光脈衝(chong) 的持續時間由同相振蕩的模式數決(jue) 定。如果有N個(ge) 頻率間隔Δν的模式被鎖定，則整體(ti) 鎖模帶寬為(wei) NΔν，且該帶寬越寬，激光器的脈衝(chong) 寬度越短。實際上，實際脈衝(chong) 寬度由每個(ge) 脈衝(chong) 的形狀決(jue) 定，而每個(ge) 脈衝(chong) 的形狀又由每個(ge) 縱模的精確振幅和相位關(guan) 係決(jue) 定。例如，對於(yu) 產(chan) 生高斯時間形狀脈衝(chong) 的激光，最小可能脈衝(chong) 寬度Δt由下式給出：
值0.441被稱為(wei) 脈衝(chong) 的時間帶寬積，並根據脈衝(chong) 形狀而變化。對於(yu) 超短脈衝(chong) 激光器，通常假設雙曲正割平方（sech2）脈衝(chong) 形狀，給出0.315的時間帶寬積。
利用該方程，可以計算出與(yu) 測量的激光光譜寬度一致的最小脈衝(chong) 寬度。對於(yu) 光譜寬度為(wei) 1.5 GHz的氦氖激光器，與(yu) 此光譜寬度一致的最短高斯脈衝(chong) 約為(wei) 300皮秒；對於(yu) 128太赫茲(zi) 帶寬的鈦寶石激光器，這個(ge) 光譜寬度隻有3.4飛秒。這些值代表與(yu) 激光器線寬一致的最短高斯脈衝(chong) ；在實際的鎖模激光器中，實際的脈衝(chong) 寬度取決(jue) 於(yu) 許多其他因素，例如實際的脈衝(chong) 形狀和腔的整體(ti) 色散。
原則上，後續調製可以進一步縮短這種激光器的脈衝(chong) 寬度；然而，測得的光譜寬度將相應增加。
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