激光原理与技术教学课件-第29讲：锁模原理---朱广志.pdfVIP

激光原理与技术 第二十八讲 锁模原理 28.1 概述 激光技术的一个重要的发展方向就是不断获得更窄脉宽的激 光输出，调Q技术所能获得的脉冲宽度有其极限： c 调Q技术能获得的脉冲输 L(ns ) 2 t 0.15m c 出宽度极限为PTM 2L L( ps ) 2 t =0.15mm c c L( fs ) t 0.15m 2 在技术上不可能实现如此短的谐振腔。 对于上能级寿命非常短的激光器，因为不能实现上能级粒子 数的积累，也达不到好的调Q效果。 2 28.1 概述 锁模技术突破了调Q技术的限制，利用 “同步”相干的受激 辐射，实现了超短脉冲输出。 锁模 （Mode  Locking）技术以在多纵模激光器中实现各纵模 之间相位差恒定，模式锁定，纵模间隔严格相等，产生同步 能够趋近测不准原理所确定的频宽与脉宽 的受激辐射为基础， 的付里叶变换极限，接近激光介质增益线宽所决定的最小脉冲 宽度。 锁模技术是目前产生超短激光脉冲的最重要、最有效的方法。 实现锁模的方法主要有主动锁模，被动锁模和自锁模三种。 3 28.1 概述 一、锁模技术的发展 脉冲激光技术自1965年用被动锁模红宝石激光器获得皮秒级脉 冲而进入超短范围以来，发展十分迅速。 20世纪70年代中出现了对撞锁模环形染料激光器, 使激光脉冲 的宽度进入飞秒范围。 80年代中，对撞锁模环形染料激光器的脉冲宽度达到了27fs 。 1986年,中科院西安光机所的陈国夫在英国进修期间，利用对 撞锁模环形染料激光器创造了19fs 的当时国际最短记录。 1990年，国际上出现了被动锁模钛宝石飞秒激光器. 钛宝石增益带宽宽, 因而调谐范围宽 650～1100 nm , 适用于产生超短脉冲   理论上可以支持产生3 fs 的脉冲, 由它构成的飞秒激光器可靠性高、使用 方便, 掀起了国际上发展飞秒激光技术与应用飞秒脉冲的热潮. 4 28.1 概述 1995年，钛宝石固体飞秒激光器产生的脉冲宽度降至8fs 1996年，西安光机所的许林在奥地利产生了7. 5fs 的超短激光 脉冲 1996年，毕业于西安光机所的魏志义博士在荷兰创造了全 固态腔倒空压缩后4. 5 fs 的记录 1998年,西安光机所的程昭则在奥地利利用亚毫焦耳的25fs 的 脉冲产生了强白光连续谱, 将其近红外部分用超宽带啁啾镜腔 外压缩, 得了4 fs 的最佳结果。 这些都是当时的国际最高指标。 目前正进入as 1018 s