超短光脉冲的测量

1　前言　　飞秒级超短光脉冲的产生技术与脉冲形状及频率啁啾测量方法的研究一同发展起来。适用于这种超短光脉冲的测量方法仅有非线性相关法。其中 ,使用二次谐波产生晶体的强度自相关法正被广泛用于超短光脉冲波形测量。在该法中 ,使被测光脉冲产生一可变的时间延迟 ,使用由非线性光学晶体产生的二次谐波来测量两个脉冲的重合。该法虽然不能测量光脉冲的正确形状 ,但可获得脉冲的大概宽度。相对于此 ,近年提出了基于光电二极管及发光二极管的双光子吸收的自相关测量方法。该法通过测量双光子吸收电流来获得与二次谐波产生测量方法同样的…     

光纤通信波段KN晶体二次谐波相位匹配角的计算

在光纤通信系统中，超短光脉冲的检测一直是一个重要的问题。二次谐波强度自相关法是被广泛使用的超短光脉冲波形测量的方法。由于光纤通信系统中光功率很低，使得满足晶体的相位匹配变得更加重要。KN作为双轴晶体相位匹配问题比较复杂，本文从双轴晶体主平面上的相位匹配出发，讨论KN的相位匹配问题，得到其在光纤通信波段1．55um处的最佳相位匹配参量。     

用超短光脉冲瞬时测量立体形状

用超短光脉冲瞬时测量立体形状最近，在科学工业领域对开发立体（三维）形状测量技术的要求迫切起来。日本计量研究所得到日本财团产业创造研究所激光研究中心的帮助，开发了基于新颖原理的立体形状测量技术。由于此法采用超短光脉冲．因而能够计测物体的瞬时形状；不但能...     

半导体激光器超短光脉冲测试技术

用ＰＯＭ有机晶体作倍频器件，建立了超短光脉冲强度自相关检测系统，并用于半导体超短光脉冲的脉宽测量，灵敏度比以ＬｉＩＯ３为培频晶体的系统提高６ｄＢ．     

SOA双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响

探讨了半导体光放大器(SOA)中的双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响。双折射使得SOA对光的相位调制具有偏振相关性,TE模和TM模具有不同的光谱分布,从而总的光谱被展宽。研究表明,超短光脉冲在SOA中发生的光谱展宽中,很大程度上是来源于相位调制的偏振相关性,并与SOA的工作电流、光功率和脉冲形状等因素有关;通过在有源区中引进合适的应变和合适的波导设计,有可能消除这种不利影响。     

半导体光放大器对超短光脉冲频谱特性的影响

为进一步理解半导体光放大器工作的物理本质，从速率方程出发，采用分段模型数值分析了超短光脉冲经SOA后的输出频谱和由SOA产生的附加啁啾特性。结果表明：SOA引起的附加啁啾是与SOA的偏置电流、初始信号脉冲的波长、脉冲形状、峰值功率以及脉冲宽度等因素有关；对应的输出脉冲的频谱形状也与上述因素密切相关。     

飞秒激光啁啾的直观可行检测方法

基于飞秒脉冲相关干涉项含有脉冲的相位和频率信息,测量自相关二次谐波干涉条纹可见的振荡频率为?棕?子及2?棕?子两个谱分量的大小和形状,以及二次干涉自相关函数包络面积的大小和形状,可以得到飞秒激光脉冲啁啾大小的信息。另外,通过对二次干涉自相关(IAC)迹线求一阶导数得到的干涉自相关导数光谱(D?鄄MOSAIC)的峰谷与啁啾正负对应关系,找到了判定啁啾正负的方向因子即正弦函数因子,据此能够判断飞秒激光脉冲啁啾的正负。因此,采用能够满足光学相干探测基本条件的测量系统,利用二阶干涉自相关法可以用来检测飞秒脉冲激光的啁啾特性。     

飞秒光纤激光自相关谱畸变产生机理的研究

用自相关法测量超短脉冲的实验中,随着输入脉冲的能量、脉冲形状、分束比以及延迟时间的改变,在一定的条件下可得到产生畸变的自相关谱.畸变的自相关谱会使准确估算脉冲宽度产生偏差.文中从理论和实验两方面,着重研究了自相关信号产生畸变的物理机制,用数值计算的方法分析了参考信号和延迟信号的分束比、线性啁啾、脉冲形状对相关谱产生畸变的影响.理论分析结果和实验测量结果相吻合,验证了理论的正确性.     

基于单次自相关的超短脉冲激光脉宽测量研究

超短脉冲激光作为一种极短的时间探针,被广泛应用于物理学、化学、生物医学等各个领域。如何精确获取超短脉冲激光的时间脉宽,将是提高此时间探针精度的关键。文章展示了一种基于单次自相关技术的超短脉冲激光脉宽测量技术,并应用此装置进行了高精度实验测量,实验发现,随着和频光束束宽的增大,待测脉冲的脉宽也将随之增大。     

光纤中基于交叉相位调制与喇曼放大的超短光脉冲串的产生

本文提出一种在单模光纤负群速色散区连续波产生超短光脉冲串的新方法，即让波长位于光纤负色散区的连续波和波长位于光纤正色散工铁泵浦脉冲串在光纤中共同传输，在光纤的零色散波位于连续波长与泵浦脉冲波长中间附近的情况下，交叉相位调制与喇曼放大能使连续波演化成比泵浦脉冲窄得多的无调啾，无脉座的超短光脉冲串。数值计算表明，泵浦脉冲愈强，由连续波产生的超短光脉冲宽度愈宽，峰值功率愈高，而且所需的光纤愈短。     

Characterization of ultrashort optical pulses with third-harmonic-generation based triple autocorrelation

We present a method to obtain complete information of femtosecond pulses. By measuring triple-optical autocorrelation directly with third-harmonic generation, without spectral information, a temporal pulse shape can be obtained by analytical calculation without direction-of-time ambiguity. Combining the resulting optical pulse shape with its corresponding optical spectrum, the exact phase and color variations in time can all be recovered with a Gerchberg-Saxton algorithm through an iterative calculation with an O(n) complexity.     

实时显示干涉(8:1)自相关器

报道了一种可实时测量超短激光脉冲宽度及啁啾特性的干涉(8:1)自相关器.扫描频率为1～20Hz.测量误差小于3fs.主要用于自锁模Ti:Al_2O_3.Cr:LiSGAF等各种飞秒激光器光脉冲宽度的实时测量.     

混沌二相编码的雷达脉冲压缩信号

二相编码信号是一种常用的雷达脉冲压缩信号,其相位编码是具有良好的自相关特性的二元伪随机序列.针对目前常用的伪随机编码的缺点,分析了混沌序列作为二相编码序列的可行性和优越性,并给出了混沌二相编码信号的生成方案.仿真实验证明,混沌二相编码信号具有良好的自相关特性和大时宽带宽积,是一种理想的雷达脉冲压缩信号.最后,提出了用Lyapunov指数作为准则优选混沌编码序列.     

二次自相关法测光脉冲脉宽的波形因子

本文系统地讨论了用二次自相关法测光脉冲宽度时波形因子的作用，并在理解波形因子已有理论值适用范围的基础上，引出了对波形因子实际应用有普遍意义的规律。     

Effect of group velocity mismatch on the measurement of ultrashort optical pulses via second harmonic generation

The use of second harmonic generation as a technique for optical pulse width measurements is analyzed to determine the effects of both phase velocity and group velocity mismatch between fundamental and second harmonic fields. An expression for the time average second harmonic energy, which except for special cases differs from the intensity autocorrelation function, is derived. For Type I phase matching, the measurement yields an apparent correlation width which can be either shorter or longer than the actual intensity correlation width, depending on the specific pulse shape. When the group velocity mismatch is nonzero, the measurement becomes sensitive to the phase matching condition. Two special pulse shapes for which the measurement is independent of group and phase velocity mismatch are the Gaussian and the single-sided exponential.     

脉冲激光近炸引信鉴相体制实验误差的研究

鉴于目前国内脉冲式激光定距系统的精度较低,小于1米,因而不能满足许多场合的需要,如云爆弹定距等。本文在参考大量文献的基础上,经过反复试验仿真,总结出了影响脉冲式激光定距体制的几个因素,并且提出了解决问题的措施。     

频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

在详细分析频率分辨光学开关法(FROG)的基础上,对几种类型的FROG迹线进行了模拟,并运用Matlab软件编制程序还原出脉冲信息。用二次谐波型频率分辨光学开关法(SHG-FROG)测量了KLM钛宝石激光器的输出脉冲,并运用算法进行了处理,得到脉冲的振幅和相位信息,与干涉自相关法的测量结果一致。     

超高斯光脉冲自相关特性

采用数值分析方法研究了超高斯光脉冲的自相关特性及其受锐度参量、线性啁啾参量、噪声脉冲和随机噪声影响的变化规律,并与原脉冲相应参量作了比较,给出了一个有效的滤除随机噪声方法,并用实验作了验证。当锐度参量增加时,强度自相关曲线宽度变窄,自相关频谱曲线随之展宽。当啁啾参量增大时,光脉冲强度自相关曲线和脉冲时域波均保持不变;光脉冲的频谱曲线展宽,边缘出现振荡结构并随之增强,自相关频谱曲线随之展宽,边缘依旧平滑。存在噪声的情况下,超高斯脉冲自相关特性变化比较复杂。     

用改进的光谱相位相干直接电场重构法装置测量飞秒激光脉冲的相位

在对光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)硬件和软件进行深入研究的基础上,建立了光谱相位相干直接电场重构法测量系统。测量装置中,利用厚度为50μm的非线性晶体(BBO)来保证测量装置的带宽,并对分束镜进行改进,使之引入色散减小。自行开发了一套基于Labveiw软件的光谱相位相干直接电场重构法测量系统,并能够用于实时测量。其中在还原算法中以脉冲对倍频干涉条纹中的ωτ作为线性快变项,并只对具有干涉条纹部分的频率范围进行还原相位,大大提高了光谱相位相干直接电场重构法测量的精度。用此系统测量了钛宝石激光振荡器的输出脉冲特性,并与干涉自相关比较,证实了测量的准确性。