带宽极限脉冲(Bandwidth-limited Pulses)

2021-02-23 10:56:27 浏览:1233

定义

脉宽是其光谱能支持的最短脉宽的脉冲串。

带宽极限脉冲也叫变换极限脉冲(transform-limited pulse)或者傅里叶变化极限脉冲(Fourier-transform-limited pulse),其脉宽是相同光谱下的最小值。这也就是说,该脉冲的时间带宽积达到了最小值。例如:对于双曲正割型脉冲,其最小的时间带宽积为0.315,这也就意味着对于一个脉宽为100fs的双曲正割型脉冲,其至少应当具有3.15THz的带宽。

另一个相近似的定义为:在给定的脉冲能量下,带宽极限脉冲的峰值功率是其光谱所能支持的最大峰值功率。这也就意味着该脉冲的谱相位是一条直线,并且通常也意味着最短的脉冲宽度。

图  1 中心分别在1m和1.5m的双曲正割型(sech2-shaped)的带宽极限脉冲在不同的谱宽情况下对应的脉宽

当一个带宽极限脉冲通过介质后,其时间带宽积会由于色散或者非线性的作用而逐渐变大。色散的作用会使得时域上的脉冲宽度变宽但是光谱宽度并不会变化,也就是说该脉冲变成一个啁啾脉冲。其啁啾可以利用色散补偿器件进行脉冲压缩来移除,从而恢复到原有的脉冲宽度。而非线性的作用则会展宽其光谱。

许多锁模激光器,特别是孤子锁模型的固体激光器和一些锁模二极管激光器,可以产生近似的带宽极限脉冲。带宽极限脉冲的特性是很有用的,比如在光纤通信中,其可以使色散导致的时域展宽最小化。

参阅:时间带宽积、谱相位、脉冲、啁啾、脉冲压缩

脉冲

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