本文章介紹了脈沖激光器的鎖模技術(shù)的基本原理。
激光器鎖模技術(shù)的基本原理介紹
鎖模技術(shù)是一個實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定脈沖激光的重要方法束倍，鎖模是讓激光器振蕩器內(nèi)的不同頻率的光在鎖定了穩(wěn)定相位關(guān)系時由于干涉效應(yīng)而產(chǎn)生光脈沖被丧，如圖1中所示盟戏。
圖1：鎖模激光器振蕩器中光場時域示意圖。
當(dāng)激光器內(nèi)存在多種頻率的光柿究，且它們的相位如果在某一時間點(diǎn)達(dá)到穩(wěn)定一致，就實(shí)現(xiàn)了鎖模黄选，在它們相位相同的時間點(diǎn)激光器會輸出峰值脈沖蝇摸。
設(shè)第q個頻率的光振幅、角頻率糕簿、初始相位分別為
探入、
、
懂诗。在空間z=0處蜂嗽，的電場可表示為：
激光器的所有光的總和電場表示為：
由于激光器內(nèi)的多模(頻率)光之間的初始相位各異殃恒、因此多縱模激光之間的為非相干迭加植旧。時域上光強(qiáng)無規(guī)則。但通過鎖模技術(shù)使激光器諧振腔中的的多模光初始相位一致：設(shè)諧振腔內(nèi)有
共
個模离唐，又設(shè)相鄰模式的角頻率相差
則
其中
為中心角頻率病附，于是式(2)可以表示為：
其中為多模激光器中的光總和電場表達(dá)式亥鬓，如果初始相位一致可以表示為
則式(3)可表示為：
對于鎖模激光器的輸出光強(qiáng)可由
簡單表示如下：
式(5)中所示鎖模激光器的光強(qiáng)輸出有時間規(guī)律性：當(dāng)
時有極大值完沪，且極大值正比于
所以諧振腔中的模數(shù)越多，鎖模脈沖激光器的峰值光強(qiáng)越大(如圖1所示)嵌戈。
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