中文：鎖模激光器；英文：mode-locked laser

鎖模激光器的被動(dòng)鎖模被動(dòng)鎖模技術(shù)不需要激光器外部的信號（例如調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號）來產(chǎn)生脈沖检号。相反腌歉，他們使用腔中的光來引起某些腔內(nèi)元素的變化，然后它本身會(huì)產(chǎn)生腔內(nèi)光的變化谨敛。實(shí)現(xiàn)此目的的常用裝置是可飽和吸收體究履。可飽和吸收體是一種光學(xué)器件脸狸，它表現(xiàn)出與強(qiáng)度相關(guān)的透射最仑，這意味著該器件的行為取決于通過它的光的強(qiáng)度藐俺。對于被動(dòng)鎖模，理想情況下泥彤，可飽和吸收體選擇性地吸收低強(qiáng)度光欲芹，但透射足夠高強(qiáng)度的光。當(dāng)放置在激光腔中時(shí)吟吝，可飽和吸收體會(huì)衰減低強(qiáng)度的連續(xù)光菱父。然而，由于非鎖模激光器所經(jīng)歷的有點(diǎn)隨機(jī)的強(qiáng)度波動(dòng)剑逃，任何隨機(jī)的浙宜、強(qiáng)烈的尖峰都會(huì)優(yōu)先通過可飽和吸收體傳輸。隨著腔體中的光振蕩蛹磺，這個(gè)過程重復(fù)粟瞬，導(dǎo)致高強(qiáng)度尖峰的選擇性放大 ...

了收益于恒波鎖模激光器中的可飽和吸收層的全調(diào)制深度，脈沖能量必須足夠高以讓吸收層發(fā)生光漂白萤捆。為了滿足這個(gè)條件裙品，SESAM上的脈沖能量密度需要5倍于制造商提供的吸收層飽和值。SESAM上另一個(gè)重要的參數(shù)是損傷閾值俗或，制造商用強(qiáng)度來表示它市怎。損傷閾值限制了SESAM上的最小光斑尺寸。KGW激光典型輸出功率是2W辛慰，我們設(shè)計(jì)輸出耦合為10%区匠，重復(fù)頻率為56MHz，相應(yīng)的腔內(nèi)脈沖能量是0.36uJ昆雀。SESAM上的束腰接近250um辱志，產(chǎn)生的能量密度是183uJ/cm2蝠筑，這個(gè)值是飽和注入量70uJ/cm2的2.6X狞膘。使用r=500cm(M4)可以獲得11.4X于飽和注入量的能量密度，并且能獲得穩(wěn)定的模式鎖定什乙，但 ...

功率為幾瓦的鎖模激光器達(dá)到接近一太瓦的峰值脈沖功率挽封。腔外調(diào)制本質(zhì)上是光開關(guān)，可以打開和關(guān)閉光束臣镣，或者改變其強(qiáng)度辅愿，但這些不會(huì)影響潛在的激光性能。 腔外調(diào)制的應(yīng)用范圍很廣忆某，從工業(yè)材料的加工到共聚焦和多光子顯微鏡的科研應(yīng)用点待，以及眼科手術(shù)等醫(yī)療應(yīng)用。調(diào)制器也可用于脈沖選擇弃舒，調(diào)制器從快速脈沖流中挑選出單個(gè)脈沖或猝發(fā)脈沖癞埠，隨后放大状原。脈沖選擇在科研和工業(yè)的超快激光系統(tǒng)中都有應(yīng)用。調(diào)制技術(shù)早期對激光調(diào)制的嘗試是基于機(jī)械或機(jī)電方法苗踪，如快門或快速傾斜檢流鏡颠区，但這些方法對許多應(yīng)用來說還不夠快。因此通铲，兩種完全不同的快速調(diào)制技術(shù)被開發(fā)出來：這就是電光調(diào)制器（EOM）和聲光調(diào)制器（AOM）毕莱。EOM——通常被稱為普克爾盒， ...

所示颅夺。圖1：鎖模激光器振蕩器中光場時(shí)域示意圖朋截。當(dāng)激光器內(nèi)存在多種頻率的光，且它們的相位如果在某一時(shí)間點(diǎn)達(dá)到穩(wěn)定一致吧黄，就實(shí)現(xiàn)了鎖模质和，在它們相位相同的時(shí)間點(diǎn)激光器會(huì)輸出峰值脈沖。設(shè)第q個(gè)頻率的光振幅稚字、角頻率饲宿、初始相位分別為、胆描、瘫想。在空間z=0處，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昌讲、因此多縱模激光之間的為非相干迭加国夜。時(shí)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(gè)模短绸，又設(shè)相鄰模式的角頻率相差則其中為中心角頻率车吹，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，如果初始相位一致可以表示為則式( ...

(opo)的鎖模激光器醋闭。新一代基于光纖的系統(tǒng)窄驹，無論是基于光子晶體光纖或有源光纖激光器中的非線性頻率轉(zhuǎn)換，都承諾提高易用性和更低的成本证逻，但目前使用這些系統(tǒng)需要在性能上進(jìn)行權(quán)衡乐埠。相干拉曼顯微鏡的激發(fā)需要(至少)兩個(gè)激光波長，其中一個(gè)波長必須是可調(diào)的囚企，以匹配分子振動(dòng)頻率的差頻丈咐。此外已經(jīng)證明，用幾皮秒的激光脈沖寬度激發(fā)CARS和SRS可以理想地平衡高效生成非線性信號所需的高峰值功率與相對狹窄的光譜帶寬(<1 nm)的要求龙宏，以匹配分子振動(dòng)的固有線寬棵逊。對于高速成像，至少需要10Mhz的重復(fù)頻率银酗，理想情況下應(yīng)該更高辆影。這是因?yàn)樵谝曨l速率成像中掩浙，數(shù)據(jù)是以每秒1000萬像素的速度獲取的，并且CARS至少需要 ...

紀(jì)秸歧，由于超快鎖模激光器的進(jìn)步厨姚，Sunney Xie和他的同事們率先將CARS9和SRS10用于無標(biāo)簽化學(xué)顯微鏡。從那時(shí)起键菱，這些技術(shù)已被廣泛用于化學(xué)谬墙、生物學(xué)和材料科學(xué)研究。 CARS和SRS有很多相似之處经备；這些非線性光學(xué)過程通常發(fā)生在相同的條件下拭抬，儀器設(shè)置也幾乎相同。然而侵蒙，也有一些不同之處造虎；就像自發(fā)拉曼一樣，CARS信號（圖1纷闺，ωas反斯托克斯）與進(jìn)入的激光束（ωp算凿，泵浦，ωs斯托克斯）相比犁功，發(fā)生在不同的波長氓轰。用短通濾波器很容易將信號與入射光分開。到達(dá)檢測器的光子總量很小浸卦，更敏感的光子檢測器署鸡，如光電倍增管（PMTs）被用來檢測。然而限嫌，CARS受到由其他非共振非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的背景的影響靴庆。這些效 ...

質(zhì)低相位噪聲鎖模激光器，來滿足高端基本時(shí)間常數(shù)變化應(yīng)用研究的需求[14 16]怒医。近期炉抒，長期相位穩(wěn)定性和較佳噪聲性能都在微波和光學(xué)頻率之間的高精度合成中找到了新的應(yīng)用，例如裆熙，在產(chǎn)生高純微波的本振中端礼，在同步激光微波網(wǎng)絡(luò)中禽笑，以及在雷達(dá)系統(tǒng)中入录，[19]。對相位噪聲性能的Z終限制的關(guān)鍵佳镜，是通過對兩個(gè)自由度fr和fceo的波動(dòng)來控制設(shè)定的僚稿。考慮和基波波動(dòng)對梳狀線的貢獻(xiàn)蟀伸，各模態(tài)n的相位噪聲功率譜密度（PSD）該表達(dá)式表明蚀同，單個(gè)梳模的相位波動(dòng)是由這兩個(gè)自由度的波動(dòng)推導(dǎo)出來的缅刽。相位波動(dòng)的影響對于擴(kuò)大精密計(jì)量的范圍至關(guān)重要。為了減少相位波動(dòng)的影響蠢络，需要寬的動(dòng)態(tài)范圍和高調(diào)制帶寬衰猛。通過使用快、慢壓電傳感器（PZTs） ...

系刹孔》仁。基于飛秒鎖模激光器，目前一般可以通過鎖定其重復(fù)頻率(frep)和載波包絡(luò)偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩(wěn)定髓霞。雖然工作頻率接近100MHz重復(fù)頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術(shù)卦睹，但重復(fù)頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰(zhàn)方库。首先，傳統(tǒng)的激光器架構(gòu)很難構(gòu)建低噪聲且重復(fù)頻率>0.5 GHz的諧振結(jié)構(gòu)纵潦。然而近期，Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飛秒激光器可以作為飛秒脈沖光梳的穩(wěn)定光源模塊邀层。其可以在100 MHz至5 GHz的重復(fù)頻率下產(chǎn)生超低噪聲的鎖模脈沖凳干，且生成的每一根頻率梳線功率都大于50 μW被济。根據(jù)其實(shí)驗(yàn)室所提供的資料，利用該激光器所形成的光梳可以做到線寬 ...

系经磅。基于飛秒鎖模激光器钮追，目前一般可以通過鎖定其重復(fù)頻率(frep)和載波包絡(luò)偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩(wěn)定。frep主要由諧振腔的幾何腔長L與介質(zhì)折射率n決定元媚，使用外加電壓調(diào)控壓電陶瓷制動(dòng)器(PZT)的方法就可以實(shí)現(xiàn)對frep的鎖定。相比之下刊棕，鎖定fceo則更為困難，常見的方法是通過f-2f自參考過程甥角，生成超連續(xù)譜將光譜展寬至至少一個(gè)倍頻程网严，然后將低頻倍頻后與高頻拍頻測得fceo后接入鎖相環(huán)反饋器件進(jìn)行鎖定嗤无。雖然工作頻率接近100MHz重復(fù)頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術(shù)震束，但重復(fù)頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰(zhàn)怜庸。首先，傳統(tǒng)的激光器架構(gòu)很難構(gòu)建低噪聲且重復(fù)頻率>0.5GHz的 ...

系垢村「罴玻基于飛秒鎖模激光器嘉栓，目前一般可以通過鎖定其重復(fù)頻率(frep)和載波包絡(luò)偏移頻率(fceo)來使得光梳梳齒穩(wěn)定杈曲。雖然工作頻率接近100MHz重復(fù)頻率的光頻梳正在成為一種成熟的技術(shù)，但重復(fù)頻率為GHz的梳子仍然存在著大量挑戰(zhàn)担扑。首先，傳統(tǒng)的激光器架構(gòu)很難構(gòu)建低噪聲且重復(fù)頻率>0.5 GHz的諧振結(jié)構(gòu)涌献。然而近期，Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飛秒激光器可以作為飛秒脈沖光梳的穩(wěn)定光源模塊首有。其可以在100 MHz至5 GHz的重復(fù)頻率下產(chǎn)生超低噪聲的鎖模脈沖，且生成的每一根頻率梳線功率都大于50 μW井联。根據(jù)其實(shí)驗(yàn)室所提供的資料，利用該激光器所形成的光梳可以做到線寬 ...