用光谱位相相干电场重构法还原飞秒脉冲相位

基于光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构相位的反演算法,数值模拟了SPIDER技术重构飞秒脉冲相位的过程,分析了非线性晶体、时间延迟τ、光谱剪切量Ω的选取原则。以高斯型线性啁啾脉冲为例,还原出了脉冲的位相,得到不同的待测脉冲重构出的最佳位相曲线具有不同的最佳延迟时间和光谱剪切量。     

用SPIDER法测量15 TW/35 fs强激光系统的脉冲输出特性

利用光谱位相干涉直接重构光脉冲的方法 (SPIDER) ,对最近建成的 15TW 35fs台式掺钛蓝宝石超短超强激光系统的输出脉冲特性进行了测量。测量内容包括输出脉冲的相对位相分布和脉冲强度随时间的变化情况。结果显示 ,输出脉冲具有好的相对位相分布 (各光谱之间相对位相差 <2π) ,输出脉冲半高宽为 33fs,表明此系统的脉冲输出已经达到了设计的要求。     

用时间域滤波的方法改善高能飞秒激光脉冲的质量

从理论上分析了非线性折射率引起的脉冲自位相调制对超短脉冲的影响。提出用时间域滤波改善飞秒激光脉冲质量。针对这一新的方法进行了数值模拟分析。研究结果表明时间域滤波可使系统输出脉冲变窄 ,并提高了脉冲峰值功率 ,有效地提高了脉冲的质量     

能同时实现光谱位相相干电场重构法和频率分辨光学门法的系统

从光谱位相相干电场重构法(SPIDER)和频率分辨光学门法(FROG)的原理和算法出发,建立了一个光路系统,在同一系统上可实现FROG方法脉宽的精确测量和SPIDER方法相位的快速检测,保留了两种方法的优点.对KLM钛宝石激光器输出的脉冲的光谱位相进行了实际测量和分析,说明了装置和算法的有效性,且脉冲检测精度优于0.1 fs.     

SPIDER光谱相位干涉议的实现及相关理论分析

建立了光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒脉冲相位的实验装置,并对一台啁啾镜色散补偿的掺钛蓝宝石飞秒激光器输出脉冲的光谱相位进行了实际测量.基于SPIDER装置中BBO晶体的光谱滤波效应的理论模型,计算了不同厚度BBO晶体的和频效率带宽,确定了对应不同待测脉冲宽度,BBO晶体应选择的厚度范围.     

用频率分辨光学开关法测量飞秒激光脉冲

飞秒脉冲的测量在飞秒激光的应用中起着关键性作用.文中阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理和再现算法,构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲进行了测量.利用二次谐波-频率分辨光学开关法测量得到了描迹图信号,对信号分布进行计算机迭代处理,得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其位相在时域和频域的详细信息.谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56 fs,光谱宽度为27 am,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001 792.实验结果表明二次谐波.频率分辨光学开关法是一种有效的飞秒脉冲测量方法.     

飞秒光谱全息技术及飞秒整形技术的应用

飞秒光谱全息是飞秒脉冲整形技术中非常重要的一种方法,它可以实现飞秒脉冲信号的记录、再现和处理。主要介绍飞秒光谱全息技术及飞秒脉冲时空变换整形在飞秒化学领域的最新应用。     

飞秒化学研究进展

飞秒超快激光技术为物理、化学、生物学和材料等领域提供了一种新颖的工具,使研究人员可以研究其中发生的趟快过程,对当今的高科技和相应产业,如超怏光通信、新型有机无机材料、分子牛物学、基因工程等的研究和发展也具有重要意义.介绍了飞秒化学的最新进展,包括优化整形脉冲对化学反应的控制、飞秒位相相干二维光谱、晶格振动波的时空相干控制等.     

基于小波分析的光谱相干电场法的误差分析

为了更精确地评价超短脉冲的特性,利用小波变换的时间频率联合分析和多尺度分析特性,将小波变换应用于光谱位相相干电场重构法（SPIDER）,对给定脉冲进行了数值模拟,讨论了小波函数的形状因子对还原误差的影响,确定了形状因子的选取原则,采用与傅里叶变换互校的方法来找到合适的形状因子来减小形状因子对还原结果的影响。最后对KLM钛宝石激光器输出的脉冲采用SPIDER法进行了测量,并与傅里叶变换结果进行了比较,证明了方法的准确性和可行性。     

基于小波分析的光谱相干电场法误差分析

为了更精确地评价超短脉冲的特性,利用小波变换的时间频率联合分析和多尺度分析特性,将小波变换应用于光谱位相相干电场重构法(SPIDER),对给定脉冲进行了数值模拟,讨论了小波函数的形状因子对还原误差的影响,确定了形状因子的选取原则,采用与傅里叶变换互校的方法找到合适的形状因子以减小形状因子对还原结果的影响。对KLM钛宝石激光器输出的脉冲采用SPIDER法进行了测量,并与傅里叶变换结果进行了比较,证明了方法的准确性和可行性。     

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值计算与模拟

为了测量飞秒脉冲的振幅和相位,采用光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析公式,对高斯强度分布的线性啁啾脉冲、立方相位啁啾脉冲进行数值计算与数值模拟,并重构出飞秒脉冲的光谱相位,其模拟的结果与理论符合较好,光谱相位相干电场重构法能完全测量飞秒脉冲的振幅和相位.     

飞秒激光脉冲序列互相关的数值模型与分析

为研究飞秒激光超短脉冲序列在空气中传输的时间相干特性,根据飞秒脉冲序列的传播理论和空气折射率Ciddor公式,建立了飞秒激光脉冲序列间脉冲在空气中传播的互相关数值模型。根据该模型可以得到不同光谱分布、不同光程差和不同大气条件下的飞秒脉冲序列间脉冲的互相关图形。数值模拟结果表明随着脉冲间光程差的增大,由于色散的原因,互相关图形加宽和啁啾,并且峰能量减小;然而当光程差不变,仅改变大气条件时,互相关图形仅仅作线性移动,没有任何额外线性加宽或啁啾。飞秒光学频率梳具有非常高的时间相干性,并且飞秒脉冲间的互相关图形只取决于激光器光源的光谱分布。     

光谱调制对飞秒脉冲自相似放大系统的影响

采用数值模拟的方法,研究了周期性光谱调制对飞秒脉冲自相似放大的影响。构建了叠加光谱调制的飞秒脉冲自相似放大的理论模型,分析任意相移量、调制深度和调制周期等参量变化对自相似放大系统的影响。结果表明,任意相移量虽然会改变被调制后光谱具体形状,但不会影响自相似放大的时域结果;调制周期较大时,子脉冲和主脉冲重叠,对自相似放大过程和结果造成一定程度的破坏;调制周期较小时,主脉冲独立放大,基本不会被子脉冲影响,这一结论在调制深度改变时依然成立。     

达曼类滤波器的飞秒脉冲整形技术

为了研究飞秒激光时空变换整形技术,采用理论分析与计算机模拟结合讨论的方法,分析了以达曼类滤波器为模板的4f 系统的飞秒脉冲整形技术。以梯度算法优化设计出达曼类滤波器,包括等间距、等强度和不等间距、不等强度达曼光栅,并模拟讨论了产生的超快时域多脉冲与光谱平面上调制周期的重复数、元件间距不等效应和波长效应的影响。结果表明,以达曼类滤波器为模板的飞秒脉冲整形中,模板周期重复数越多,输出脉冲的质量越高;元件间距不等和波长效应使输出脉冲的平均度和衍射效率都有所降低。     

不等间距达曼型滤波器的飞秒脉冲时空变换整形与识别技术

研究了以不等间距达曼(Dammann)型滤波器为模板的飞秒激光时空变换与识别技术。优化设计出不等间距多脉冲达曼型滤波器,并在高斯光谱分布的模拟中讨论产生的超快时域多脉冲平均度和光谱平面上调制周期重复数的相关性。给出了频率分辨光开关法(FROG)技术识别超快时域两脉冲的实验结果。     

Spectro-temporal imaging of femtosecond events

We demonstrate a new technique for the direct, real-time, femtosecond scale temporal measurement based on the conversion of temporal information to the spectral domain. The potential of the method has been experimentally investigated with an optical fiber spectral compressor device, first stretching and up-chirping the pulses in a prism dispersive delay line, and afterwards compensating the induced chirp by means of cross-phase modulation in a single-mode fiber. Spectro-temporal imaging (STI) reduces the problem of high-resolution temporal measurements to standard spectrometry     

频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲

阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理,详细分析了模式尺寸效应和非线性效应对飞秒脉冲测量的影响.构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲及压缩后的脉冲进行了测量.得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其相位在时域和频域的详细信息.谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56 fs,光谱宽度为27 nm,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001792.脉冲压缩后的测量结果为27 fs,光谱宽度为92 m,时间带宽积为1.27,算法误差为0.0093289.     

Coherent ultrashort light pulse code-division multiple accesscommunication systems

A new technique for encoding and decoding of coherent ultrashort light pulses is analyzed. In particular, the temporal and statistical behavior of pseudonoise bursts generated by spectral phase coding of ultrashort optical pulses is discussed. the analysis is motivated by recent experiments that demonstrate high-resolution spectral phase coding of picosecond and femtosecond pulses and suggest the possibility of ultrahigh speed code-division multiple-access (CDMA) communications using this technique. The evolution of coherent ultrashort pulses into low intensity pseudonoise bursts as a function of the degree of phase coding is traced. The results are utilized to analyze the performance of a proposed CDMA optical communications system based upon encoding and decoding of ultrashort light pulses. The bit error rate (BER) is derived as a function of data rate, number of users, and receiver threshold, and the performance characteristics are discussed for a variety of system parameters. It is found that performance improves greatly with increasing code length     

Propagation characteristics of femtosecond pulses in erbium-dopedmonomode optical fibers

The spectral and temporal characteristics of femtosecond optical pulses (durations of ~120 fs, wavelength of 1.5 μm) propagating in erbium-doped monomode fibers have been experimentally studied in detail. Distinct spectral broadening and shifting processes have been observed for three types of fibers (two different dopant concentrations and one erbium-free sample for comparison). Whereas only a small amount of spectral broadening occurs in the Er-free fiber, there is a major spectral extension (1.3-1.7 μm) for the low-doped erbium fiber, in which a self-phase-modulation mediated four-wave-mixing process has been observed. Autocorrelation data for the exiting pulses indicate the existence of strong pulse shaping and breakup effects in the Er-doped fibers