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多模激光器锁模的方法

2023.1.10
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zhaoqisun

致力于为分析测试行业奉献终身

锁模最早是在He-Ne激光器内用声光调制器实现的,后在氩离子、二氧化碳、红宝石、钇铝石榴石等其他激光器中都用内调制方法实现锁模。后来又出现了可饱和吸收染料锁模。随着锁模技术的发展,推动了超短脉冲测试技术的发展,后来又反过来推动了锁模技术的发展。1968年开始的横模锁定的研究,随后又进行了纵横模同时锁定的探讨。70年代开发了主动加被动、双锁模(损耗调制加相位调制)、锁模加调Q及同步锁模等技术的研究。 

1.主动锁模

主动锁模采用的是周期性调制谐振腔参量的方法。其依据是,利用谐振腔内的一个受外部信号控制的调制器,用一定的调制频率周期性地改变谐振腔的损耗或光程(振幅调制和相位调制)。当选择的调制频率与纵模的间隔相等时,对多个模的调制会产生边带,其频率与两个相邻纵模的频率一致。由于模之间的相互作用,使所有的模在足够强的调制下达到同步,形成锁模序列脉冲 。

2.被动锁模

产生超短脉冲的另一种有效方法是被动锁模。此方法是把可饱和吸收体放在激光谐振腔内实现的。可饱和吸收体是一种非线性介质,对腔内激光的吸收是随光场强度而变化的,当光场较弱时对光吸收很强,因此光透过率很低;随着激光强度增加吸收减少,当达到一个特定值时吸收饱和光透过率达100%,使强度最大的激光脉冲经受最小的损耗,从而得到很强的锁模脉冲。它类似于被动Q开关,但又有区别,被动锁模要求可饱和吸收体的上能级寿命特别短。

3.自锁模

若激活介质本身的非线性效应能够保持各个振荡纵模频率的等间隔分布,并有确定的初相位关系,不需要在谐振腔内插入任何调制元件就可以实现纵模锁定的方法称为自锁模。

4.同步泵浦锁模

主动锁模是通过周期性调制谐振腔的损耗或光程来实现的。如果要通过周期性的调制谐振腔的增益来实现锁模,则可以采用一台主动锁模激光器的脉冲序列泵浦另一台激光器来获得。这种方式就是同步泵浦锁模。这种方法的优点在于周期性泵浦时可获得比泵浦脉冲宽度小得多的脉冲。此外,在同步泵浦染料激光器中,产生的超短脉冲的频率在一定的波长范围内是可连续的 。


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