时间走断 temporal walk-off

2022-10-25 10:53:25 浏览:189

定义

由群速度不匹配引起的脉冲时间重叠的损失。

非线性频率转换适用于超短脉冲,因为即使平均光功率很小,这些脉冲也可能具有高峰值强度。然而,非线性晶体或光纤中有用的相互作用长度可能受到所谓的时间走道的限制:由于具有不同频率的脉冲具有不同的群速度,因此它们在一些传播距离后会失去其时间重叠。这种效应限制了转换效率,如果晶体长度内的时间偏差很大,它也可能导致脉冲形状的改变。

图 1:用于在倍频器中转换超短脉冲的时间游走,使用软件 RP ProPulse 进行模拟。

在图1的示例案例中,100-fs脉冲(虚线曲线)被发送到一个倍频器中,总时间走位为1 ps。对于较低的非线性转换效率,这将导致二次谐波脉冲的近乎矩形的时间曲线,但由于部分转换,该曲线变得不对称(绿色曲线)。

在其他情况下,群速度不匹配的影响可能完全不同 - 甚至可能发生强脉冲压缩。例如,存在非周期极化非线性晶体器件(→周期性poling),其中利用时间走势来实现某些功能,例如短脉冲的有效转换或分裂为多个脉冲。

即使在色度色散引起的脉冲展宽可以忽略不计的情况下,时间走减也可能非常显著。这是因为色散拓宽仅由脉冲光谱内的群速度变化决定,而时间走差由可能遥远的光谱区域之间的群速度不匹配决定。对于典型的非线性晶体材料和数百纳米的波长差异,群速度失配通常相当于每毫米约几十或数百飞秒。因此,总的时间走位可以达到在几厘米的晶体材料中几皮秒。因此,飞秒参数器件通常使用长度仅为几毫米的非线性晶体。

时间走动的频域对应物是有限相位匹配带宽的影响。

请注意,时间走势不应与完全不同的空间走位现象相混淆。

非线性光学

作          者: 泮桥成像光电商城

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