超短脉冲技术竞赛
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②输出的光强是各个纵模无规叠加。
锁总模光的 强类的型平（均激值测光是器各定纵纵模模,横光非模强）之线和的性1/2光。 学的研究等需窄的脉宽.
未锁模的连续激光器输出的是连续的激光。
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。
由于各相邻模之间的频率间隔是固定的，<纵模条件>
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.
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
q
q 2
c L
频率间隔
c
2L
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。
固有性质，只要使各相邻模之间具有固定的相位关系即：
1多-2模例非 激锁光: 模器1和的.激理输想出光锁特模性测激. 光距器的，信号为结构了模, 提高测距的精度,则脉宽越窄越好.
对于，m、n、q变化。
激指光的测 是距同，一2为纵.了模激提不高同光测横距模高的锁精定速度。,摄则脉影宽越.窄为越好了. 拍照高速运动的物体,提高照片的清晰
锁锁模模的 的原类理型和（输激压出光特器缩性纵模脉横模冲） 宽度,高峰值功率,Q开关激光器一般脉宽达10-8s-
①各振荡模的振幅和相位无规则分布
①---各各模振的荡初模相的位振1，幅0在和-相9s位量无规之级则间分分,布布如，果或 再压缩脉宽,Q常数开。 关激光器已经无能为力,但
第锁三模章 的类超型短（脉激冲有光技器术很纵竞模赛多横模实） 际应用需要更窄的脉冲.
(3)纵横模同时锁定
对于，m、n、q变化。输出的光束，无论在轴向或横向，光都被限制在 一个小的空间范围内，这一光点将在激光腔内按照几何光学的路程来回
扫描，因此输出的脉冲以激光输出镜的不同位置来出现。
谢谢
度,也要压缩脉宽. 间隔相等并固定
，各模振动方向或方式相同--激光器
由于各相邻模之间的频率间隔是固定的，<纵模条件>
各振荡模具备了上述三个条件，各模光波变成相干波。
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 如果是圆对称横模，输出的光束是一个其横向强度分布图是高斯型的基横模的形状，但光束半径周期性变化。
3.锁模的类型（激光器纵模横模）
(1)纵模锁定
指同一横模中不同纵模之间的锁定，一般采用基横模中不同的纵模，
T
E
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，q是纵模序数，这种纵模锁定理论成熟，应用广。经过纵模锁定后，
00 q
激光器输出的是脉宽在fs或更窄as量级的一序列脉冲。
(2)横模锁定
指的是同一纵模不同横模锁定。在中，q--固定值，m、n是变化的。如 果是圆对称横模，输出的光束是一个其横向强度分布图是高斯型的基横 模的形状，但光束半径周期性变化。
N
ItE2t[ Eqcos(qtq)]2 qN
Eq2cos2 qtq 2 EqEq' cos qtq .cos q'tq'
q
qq'
I(t)E2(t)1
t1 q
t1 0
E2(t)dt
N
N
12E2q
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， q 不同，各模不相干。
激光器－锁模。
2.锁模
要使各模变成时间相干波，需要具备三个条件，而各纵模频率
间隔相等并固定
q
c 2L
，各模振动方向或方式相同--激光器
固有性质，只要使各相邻模之间具有固定的相位关系即：
常数 q1 q
锁模：即是使各相邻模之间的相位固定，使各模变成时间相干 波。 注意：每一模式看成一束光波。
对于多模激光器，包括多个纵模，横模，模式不同类型不 同。
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。
q1 q 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 q
c 2L
每一脉冲来说，脉宽窄了，峰值功率大大增加，锁相
无规律。
q ---各模的初相位，在~之间分布， 或 q1 q
常数。 对于不同的时间，每个模的
振幅和相位也有变化， q 随时间漂移。
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
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。
纵模表示式 E q(t)E qcos(qtq)
式光中器内q 2和N＋q 分1个别振是荡第模q模中的第角q个频纵率模和数相，位而，不E q是－第q q 模2q Lc的电纵场模振序幅数，。q －激
1.激光器输出特性
①各振荡模的振幅和相位无规则分布
E q ---中心频率处的振幅大，远离中心小，且它们之间变化
第三章 超短脉冲技术竞赛
第三章 超短脉冲技术
一． 锁模的原理和输出特性 二．锁模的方法:主动锁模， 被动锁模 三．测量锁模脉冲光的方法
❖ 3.1 锁模原理 一．锁模的目的 二．一般多模激光器的输出特性 三．多模激光器纵模锁定的输出特性
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。
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.
对于多模激光器，包括多个纵模，横模，模式不同类型不同。
一.目的 指同一横模中不同纵模之间的锁定，一般采用基横模中不同的纵模，
多模激光器纵模锁定的输出特性
，q是纵模序数，这种纵模锁定理论成熟，应用广。
---中心频率处的振幅大，远离中心小，且它们之间变化无规律。
锁总模光的 强类的型平（均激值测光是器各定纵纵模模,横光非模强）之线和的性1/2光。 学的研究等需窄的脉宽.
未锁模的连续激光器输出的是连续的激光。
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。
由于各相邻模之间的频率间隔是固定的，<纵模条件>
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.
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
q
q 2
c L
频率间隔
c
2L
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。
固有性质，只要使各相邻模之间具有固定的相位关系即：
1多-2模例非 激锁光: 模器1和的.激理输想出光锁特模性测激. 光距器的，信号为结构了模, 提高测距的精度,则脉宽越窄越好.
对于，m、n、q变化。
激指光的测 是距同，一2为纵.了模激提不高同光测横距模高的锁精定速度。,摄则脉影宽越.窄为越好了. 拍照高速运动的物体,提高照片的清晰
锁锁模模的 的原类理型和（输激压出光特器缩性纵模脉横模冲） 宽度,高峰值功率,Q开关激光器一般脉宽达10-8s-
①各振荡模的振幅和相位无规则分布
①---各各模振的荡初模相的位振1，幅0在和-相9s位量无规之级则间分分,布布如，果或 再压缩脉宽,Q常数开。 关激光器已经无能为力,但
第锁三模章 的类超型短（脉激冲有光技器术很纵竞模赛多横模实） 际应用需要更窄的脉冲.
(3)纵横模同时锁定
对于，m、n、q变化。输出的光束，无论在轴向或横向，光都被限制在 一个小的空间范围内，这一光点将在激光腔内按照几何光学的路程来回
扫描，因此输出的脉冲以激光输出镜的不同位置来出现。
谢谢
度,也要压缩脉宽. 间隔相等并固定
，各模振动方向或方式相同--激光器
由于各相邻模之间的频率间隔是固定的，<纵模条件>
各振荡模具备了上述三个条件，各模光波变成相干波。
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 如果是圆对称横模，输出的光束是一个其横向强度分布图是高斯型的基横模的形状，但光束半径周期性变化。
3.锁模的类型（激光器纵模横模）
(1)纵模锁定
指同一横模中不同纵模之间的锁定，一般采用基横模中不同的纵模，
T
E
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，q是纵模序数，这种纵模锁定理论成熟，应用广。经过纵模锁定后，
00 q
激光器输出的是脉宽在fs或更窄as量级的一序列脉冲。
(2)横模锁定
指的是同一纵模不同横模锁定。在中，q--固定值，m、n是变化的。如 果是圆对称横模，输出的光束是一个其横向强度分布图是高斯型的基横 模的形状，但光束半径周期性变化。
N
ItE2t[ Eqcos(qtq)]2 qN
Eq2cos2 qtq 2 EqEq' cos qtq .cos q'tq'
q
qq'
I(t)E2(t)1
t1 q
t1 0
E2(t)dt
N
N
12E2q
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， q 不同，各模不相干。
激光器－锁模。
2.锁模
要使各模变成时间相干波，需要具备三个条件，而各纵模频率
间隔相等并固定
q
c 2L
，各模振动方向或方式相同--激光器
固有性质，只要使各相邻模之间具有固定的相位关系即：
常数 q1 q
锁模：即是使各相邻模之间的相位固定，使各模变成时间相干 波。 注意：每一模式看成一束光波。
对于多模激光器，包括多个纵模，横模，模式不同类型不 同。
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。
q1 q 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 q
c 2L
每一脉冲来说，脉宽窄了，峰值功率大大增加，锁相
无规律。
q ---各模的初相位，在~之间分布， 或 q1 q
常数。 对于不同的时间，每个模的
振幅和相位也有变化， q 随时间漂移。
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
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。
纵模表示式 E q(t)E qcos(qtq)
式光中器内q 2和N＋q 分1个别振是荡第模q模中的第角q个频纵率模和数相，位而，不E q是－第q q 模2q Lc的电纵场模振序幅数，。q －激
1.激光器输出特性
①各振荡模的振幅和相位无规则分布
E q ---中心频率处的振幅大，远离中心小，且它们之间变化
第三章 超短脉冲技术竞赛
第三章 超短脉冲技术
一． 锁模的原理和输出特性 二．锁模的方法:主动锁模， 被动锁模 三．测量锁模脉冲光的方法
❖ 3.1 锁模原理 一．锁模的目的 二．一般多模激光器的输出特性 三．多模激光器纵模锁定的输出特性
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。
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.
对于多模激光器，包括多个纵模，横模，模式不同类型不同。
一.目的 指同一横模中不同纵模之间的锁定，一般采用基横模中不同的纵模，
多模激光器纵模锁定的输出特性
，q是纵模序数，这种纵模锁定理论成熟，应用广。
---中心频率处的振幅大，远离中心小，且它们之间变化无规律。