4-7激光器的基本技术-激光锁模技术.ppt

上一页 回首页 下一页 回末页 回目录 第四章 激光的基本技术 §4.7 激光锁模技术 * §1.7 光的相干性 第一章 辐射理论概要 上一页 回首页 下一页 回末页 第一章 回目录 1. 1964年后，又发展起一门新的脉冲压缩技术——锁模技术,这种技术把瞬间即逝的世界展现到了人们面前 2.首先回顾一下自由运转多模激光器的输出特性 自由运转激光器通常包含有多个纵模，纵模频率为 假设每个纵模的电场表示为 则自由运转多模激光器的输出为 由于自由运转多模激光器的各个振荡模式的振幅和相位是彼此独立的、随机的，所以总光场是各个模式光场的非相干选加。输出总光强是各个振荡模式光强之和，即 4.7.1 锁模原理 2. 锁模技术让谐振腔中存在的纵模同步振荡，让各模的频率间隔保持相等并使各模的初位相保持为常数，激光器输出在时间上有规则的等间隔的短脉冲序列。 3.设腔内有q＝-N，-(N-1)，……0，……(N-1)，N共(2N+1)个模式，又设相邻模式的圆频率之差 ，则 4. 如各模式的振幅相等，Eq=E0，初位相相同且为?q=0，则 4.7.1 锁模原理 5.图4-30是2N+1＝9个纵模经锁模后得到的有规则的脉冲示意图。 当 时，m=0，1，2……光强最大 图4-30 锁模光强脉冲 相邻脉冲峰值间的时间间隔 脉冲宽度，即脉冲峰值与第一个光强为零的谷值间的时间间隔 4.7.2 主动锁模 1. 损耗内调制锁模 图(4-31) 锁模调制示意图 如图(4-31)所示，在谐振腔中插入一个电光或声光损耗调制器。设调制周期为 ，调制频率 (恰为纵模频率间隔) 从时域理解锁模脉冲的形成:因为(振幅)损耗调制的频率为 ，相应的周期恰好是光子在腔内往返一周的时间。 腔内各个纵模中的某些光子，如果是在调制器损耗为零时通过，则在腔内往返一周后，所受到的损耗仍然为零。只有通过调制器时损耗为零的光，才能不断地被放大而增长起来，如此得到周期为T的窄脉冲输出 4.7.2 主动锁模 1. 损耗内调制锁模 从频率域模式耦合的角度来说明损耗调制锁模的原理。假设中心频率 处的模首先振荡，其振幅调制后的电矢量为： 图(4-32) 中心频率及两边频 即在激光器中，一旦形成 的振荡，将同时激起两个相邻模式的振荡，如图（4－32） 。 腔内传播的不仅为原有的频率 ，还包括频率为的两个边带 。这两个边带频率与中心频率的间隔恰好等于激光器的纵模间隔.由于边带与中心频率的振荡同相位，所以使得新激发起来的纵模与的振荡也同相位。 4.7.2 主动锁模 1. 损耗内调制锁模 这两个边带(纵模) 通过调制器的作用，还将继续激发起另外相邻的两个边带(纵模) …。这样继续下去，可将多模激光器的所有纵模都激发成有相同相位的纵模振荡．其情况如图所示。 * * * *