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第三章超短脉冲技术竞赛第1页，共12页，星期日，2025年，2月5日第三章超短脉冲技术锁模的原理和输出特性锁模的方法:主动锁模，被动锁模测量锁模脉冲光的方法第2页，共12页，星期日，2025年，2月5日3.1锁模原理锁模的目的一般多模激光器的输出特性多模激光器纵模锁定的输出特性第3页，共12页，星期日，2025年，2月5日一.目的 压缩脉冲宽度,高峰值功率,Q开关激光器一般脉宽达10-8s-10-9s量级,如果再压缩脉宽,Q开关激光器已经无能为力,但有很多实际应用需要更窄的脉冲.例:1.激光测距，为了提高测距的精度,则脉宽越窄越好.2.激光高速摄影.为了拍照高速运动的物体,提高照片的清晰度,也要压缩脉宽.3.对一些超快过程的研究,激光核聚变,激光光谱,荧光寿命的测定,非线性光学的研究等需窄的脉宽.第4页，共12页，星期日，2025年，2月5日二.多模激光器的输出特性.未锁模的连续激光器输出的是连续的激光。多纵横，主要讨论各模之间的关系，把每一模式的光波做为一束光来处理。纵模频率频率间隔式中L－光学长度q－纵模序数假定在激光器工作物质净增益线宽内超过阈值的纵模－即在腔内振荡的模式有2N＋1个。纵模表示式式中和分别是第q模的角频率和相位，－第q模的电场振幅，q－激光器内2N＋1个振荡模中第q个纵模数，而不是纵模序数。第5页，共12页，星期日，2025年，2月5日1.激光器输出特性①各振荡模的振幅和相位无规则分布 ---中心频率处的振幅大，远离中心小，且它们之间变化无规律。 ---各模的初相位，在之间分布，或 常数。对于不同的时间，每个模的振幅和相位也有变化，随时间漂移。第6页，共12页，星期日，2025年，2月5日图3.1-2非锁模和理想锁模激光器的信号结构模,(a)-非锁模,(b)-理想锁模第7页，共12页，星期日，2025年，2月5日②输出的光强是各个纵模无规叠加。输出的光强是各纵模光强的无规叠加，接收到的光强是时间的平均值。第8页，共12页，星期日，2025年，2月5日总光强的平均值是各纵模光强之和的1/2。 相位分布对输出光强有影响的，不同，各模不相干。 假定在一般激光器中设法使相邻两纵模间的位相固定。相位有规律。 常数由于各相邻模之间的频率间隔是固定的，纵模条件各模的振动方向（偏振光）或振动方式（自然光）对于一定激光器是相同的。各振荡模具备了上述三个条件，各模光波变成相干波。因此输出的光波可能是一序列的脉冲形式。对于每一脉冲来说，脉宽窄了，峰值功率大大增加，锁相激光器－锁模。第9页，共12页，星期日，2025年，2月5日