锁模激光器的产生原理

锁模激光器的产生原理

锁模的基本原理，就是激光器内放置损耗调制元件，假设激光器的腔长时L，则激光器的震荡频率为c/2L。调制元件的调制周期刚好是光脉冲在腔内一周所需要的的时间2L/c。因此在谐振腔中往返运行的激光束在通过调制器的时候，总是处在相同的调制周期内。

假如调制器放在谐振腔的一端，再假设t1时刻，某一光信号受到的损耗是a（t1），则，这一信号在腔内往返一周后，将受到同样的损耗，若a（t1）≠0，则该信号在腔内往返一次则遭受到一次损耗，如果损耗大于增益的话，在信号最后会衰减为零，该部分光消失。而a（t1）=0时，光每次通过衰减器的损耗为零，加上光波在腔内工作物质中的放大，光会不断得到放大，光波振幅不断变大。如果腔内的损耗和增益物质控制得当，就可以产生脉冲周期为2L/c的脉冲序列输出。

现假设在增益曲线的中心处的纵模频率为v0，由于它的增益最大，首先得到振荡，通过调制器时，受到损耗调制，调制的结果是产生两个边频v0+/—vm，当损耗的变化频率和腔内纵模的频率间隔相等时，即vm=c/2L时，由调制激发的边频实际上与v0相邻的两个纵模频率相等，它们之间具有相同的振幅和相位关系，它们可以开始震荡。而后，两个边频开始被放大，得到调制，调制后又激发新的边频，以此类推达到了锁模的目的，这些模式叠加起来发生剧烈的耦合，形成了强而窄的光脉冲序列。

彭亦超2.28