在現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域,激光器鎖模技術(shù)是一項(xiàng)具有重要意義的關(guān)鍵技術(shù)。它為實(shí)現(xiàn)超短脈沖激光的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、通信等眾多領(lǐng)域。
激光鎖模是一種巧妙的技術(shù),可以產(chǎn)生超短脈沖的光。標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)波(CW)激光器發(fā)出恒定的輸出光束,而鎖模激光器會(huì)產(chǎn)生一系列超短脈沖,其持續(xù)時(shí)間可以達(dá)到飛秒量級(jí)(10-15秒)或皮秒(10-12秒)。這些特殊的時(shí)間尺度通過(guò)跨學(xué)科應(yīng)用開(kāi)啟了超快科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。
激光鎖模的分類(lèi)
鎖模技術(shù)主要分為兩大類(lèi):主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模。
主動(dòng)鎖模:需要周期性地調(diào)制激光器諧振腔的損耗或光程,通常通過(guò)聲光調(diào)制器、電光調(diào)制器等有源器件實(shí)現(xiàn)。主動(dòng)鎖模產(chǎn)生的脈沖寬度通常在皮秒量級(jí)。主動(dòng)鎖模激光器的脈沖重復(fù)頻率可以通過(guò)外部調(diào)制信號(hào)精確控制。
被動(dòng)鎖模:不依賴(lài)外部信號(hào),而是利用激光器內(nèi)部的非線(xiàn)性光學(xué)元件(如飽和吸收體)實(shí)現(xiàn)鎖模。被動(dòng)鎖??梢援a(chǎn)生更短的脈沖,達(dá)到飛秒量級(jí)。被動(dòng)鎖模技術(shù)中,常用的飽和吸收體包括染料盒、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)等。這些吸收體具有在強(qiáng)光下吸收率降低的特性,有助于形成超短脈沖。被動(dòng)鎖模激光器的穩(wěn)定性和鎖模的發(fā)生率可能低于主動(dòng)鎖模激光器。
激光鎖模的基本原理
通過(guò)某種方式使激光器中振蕩的多個(gè)縱模(即不同頻率的激光模式)之間保持固定的相位關(guān)系,從而使這些模式相干地疊加在一起,形成超短的光脈沖。鎖模激光器的輸出脈沖寬度通常在皮秒到飛秒量級(jí),峰值功率遠(yuǎn)高于平均功率。激光器鎖模技術(shù)通過(guò)巧妙地控制和鎖定縱模的位相,成功實(shí)現(xiàn)了超短脈沖激光的產(chǎn)生。激光鎖模取決于在激光腔固有的縱模之間建立固定的相位關(guān)系或相干性。這種周期性的建設(shè)性干涉以短脈沖的形式產(chǎn)生強(qiáng)烈的光爆發(fā)。
激光鎖模的基本理論
在激光腔中,兩個(gè)向相反方向移動(dòng)的光波的相互作用會(huì)產(chǎn)生駐波,形成一組稱(chēng)為縱向模式的離散頻率。當(dāng)模態(tài)間距為 Δν 時(shí),這些模態(tài)可以根據(jù)它們的相位關(guān)系進(jìn)行破壞性或建設(shè)性干擾。
(其中 c 是光速,L 是諧振器長(zhǎng)度)
當(dāng)同相時(shí),相長(zhǎng)干涉會(huì)導(dǎo)致超短脈沖的產(chǎn)生,即激光鎖模,脈沖間隔由往返時(shí)間決定:
脈沖持續(xù)時(shí)間取決于在相位 (N) 中振蕩的模式數(shù)量和每個(gè)脈沖的形狀。表現(xiàn)出高斯時(shí)間形狀的脈沖的最小脈沖持續(xù)時(shí)間 (Δt) 由下式給出:
其中 0.441 表示脈沖的“時(shí)間帶寬積",它因脈沖形狀而異。對(duì)于超短脈沖激光器,通??紤]雙曲正割平方 (sech2) 脈沖形狀,產(chǎn)生時(shí)間帶寬積 0.315。
產(chǎn)品說(shuō)明
單頻光纖激光器種子源
產(chǎn)品型號(hào):MPB Communications
MPBC 的光纖耦合緊湊型單頻激光器系列是科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用的理想解決方案。 這些 SFFL 系列單頻光纖激光器種子源具有極低的噪聲和高度穩(wěn)定的運(yùn)行,提供 1230 nm 至 1320 nm 的輸出波長(zhǎng),并可選擇倍頻至 615 至 660 nm 范圍。
產(chǎn)品特點(diǎn):
· 單頻發(fā)射
· 保偏光纖耦合、衍射限制輸出光束
· 相干長(zhǎng)度非常長(zhǎng)
· 低相位和強(qiáng)度噪聲
· 線(xiàn)性偏振
· 模擬輸入鎖定頻率
· Mini USB鏈接-用于控制
產(chǎn)品參數(shù):
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發(fā)射波長(zhǎng)用戶(hù)范圍 | 976, 1030 - 1660 | nm |
波長(zhǎng)準(zhǔn)確度 | ± 0.5 | nm |
長(zhǎng)期波長(zhǎng)穩(wěn)定性 - 標(biāo)稱(chēng)值 | ± 0.02 | nm |
偏振度 | > 99 | % |
衍射極限光束 M2 | < 1.1 | % |
長(zhǎng)期輸出功率漂移(8小時(shí)) | ± 1 | % |
標(biāo)稱(chēng)功率下的相對(duì)RMS強(qiáng)度噪聲,在5 Hz至100 kHz 范圍內(nèi)積分 | < 2 | %
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