本文章介紹了鎖模激光器中被動鎖模的原理和可飽和吸收體(ti) 的原理。
鎖模激光器的被動鎖模
被動鎖模技術不需要激光器外部的信號（例如調製器的驅動信號）來產(chan) 生脈衝(chong) 。相反，他們(men) 使用腔中的光來引起某些腔內(nei) 元素的變化，然後它本身會(hui) 產(chan) 生腔內(nei) 光的變化。實現此目的的常用裝置是可飽和吸收體(ti) 。
可飽和吸收體(ti) 是一種光學器件，它表現出與(yu) 強度相關(guan) 的透射，這意味著該器件的行為(wei) 取決(jue) 於(yu) 通過它的光的強度。對於(yu) 被動鎖模，理想情況下，可飽和吸收體(ti) 選擇性地吸收低強度光，但透射足夠高強度的光。當放置在激光腔中時，可飽和吸收體(ti) 會(hui) 衰減低強度的連續光。然而，由於(yu) 非鎖模激光器所經曆的有點隨機的強度波動，任何隨機的、強烈的尖峰都會(hui) 優(you) 先通過可飽和吸收體(ti) 傳(chuan) 輸。隨著腔體(ti) 中的光振蕩，這個(ge) 過程重複，導致高強度尖峰的選擇性放大而低強度光吸收。在多次往返之後，這會(hui) 導致激光器的一係列脈衝(chong) 和鎖模。在頻域中，如果一個(ge) 模式具有光頻率 ν 並且在頻率 nf 處進行幅度調製，則生成的信號在光頻率 ν - nf 和 ν + nf 處具有邊帶。相比於(yu) 主動鎖模，它的脈衝(chong) 更短更強且鎖模更穩定。
可飽和吸收劑通常是液態有機染料，但它們(men) 也可以由摻雜的晶體(ti) 和半導體(ti) 製成。半導體(ti) 吸收體(ti) 往往表現出非常快的響應時間（~100 fs），這是決(jue) 定被動鎖模激光器中脈衝(chong) Z終寬度的因素之一。在碰撞脈衝(chong) 鎖模激光器中，吸收體(ti) 使脈衝(chong) 的前沿變陡，而激光介質使脈衝(chong) 的後沿變陡。
還有一些被動鎖模方案不依賴於(yu) 強度吸收性的材料。在這些方法中，腔內(nei) 組件中的非線性光學效應被用於(yu) 提供選擇性地放大腔內(nei) 的高強度光和衰減低強度光的方法。較成功的方案之一稱為(wei) 克爾透鏡鎖模 (KLM)，有時也稱為(wei) “自鎖模”。這使用了非線性光學過程，即光學克爾效應，它導致高強度光與(yu) 低強度光的聚焦方式不同。通過仔細布置激光腔中的孔徑，可以利用這種效應來產(chan) 生相當於(yu) 超快響應時間的可飽和吸收體(ti) 。
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