定义
预测主动锁模激光器脉冲持续时间的理论。
Kuizenga-Siegman理论[1]是一种理论处理，可用于计算主动锁模激光器的脉冲持续时间。 基本的基本思想是，主动模式锁定涉及两种作用于循环脉冲持续时间的竞争机制：
- 调制器导致脉冲翼的轻微衰减，从而有效地缩短脉冲持续时间。
- 由于其增益带宽有限，增益介质倾向于降低脉冲的带宽，从而增加脉冲持续时间。
请注意，对于减少脉冲持续时间，调制器的脉冲缩短效果变得不那么有效，而增益介质的脉冲展宽效果变得更有效。 对于一定的脉冲持续时间，两种效应都处于平衡状态，这决定了稳态脉冲持续时间（见图1）。
图1：蓝色曲线：调制器引起的每次往返脉冲持续时间减少。 红色曲线：增益介质引起的脉冲持续时间增加。 在黑点处，两种效果都处于平衡状态。
基于这一思想的定量处理使Kuizenga和Siegman得出了一个相对简单的方程来计算稳态脉冲持续时间：
其中g是强度增益，M是调制强度，fm是调制器频率（假设与往返频率匹配），以及Δνg是 FWHM 增益带宽。 这个等式受制于许多假设（这里不会详细讨论），但可以对其他情况进行概括。
该结果表明，例如，更强烈地驱动调制器几乎不会减少脉冲持续时间。 对于较短的脉冲，被动模式锁定更为有效。 在这种情况下，图1中的蓝色曲线可以用可饱和吸收器的陡峭直线代替，该直线将交点向左移动。
修正理论
对于其他类型的锁模激光器，可以开发改进的理论。 例如，可以构建被动锁模激光器的模型，其中可饱和吸收体而不是调制器具有脉冲缩短效应。 在这种情况下，锁模元件对脉冲持续时间的变化与脉冲持续时间成正比，而不是与其平方成正比，这导致了脉冲持续时间的实质性不同方程，其中吸收器调制深度的平方根而不是四次根。
对于色散和光学非线性发挥重要作用的激光器，需要采用更复杂的模型（通常用数值模拟处理）；因此，人们不能像Kuizenga-Siegman理论那样简单地平衡脉冲缩短和脉冲展宽效应。 例如，这通常适用于光纤激光器。
